USB PHY的主要作用包括：
數據編碼和解碼。USB PHY負責將USB協定層的數據進行電平轉換和串並轉換，使數據能夠在物理介質上傳輸，如通過電纜。
時鐘和同步管理。它生成和管理USB接口所需的時鐘信號，並與設備進行同步。
電氣接口提供。USB PHY提供與USB匯流排相匹配的電氣特性，包括信號強度、阻抗匹配、信號完整性和電磁兼容性等方面的控制。
ESD保護。集成靜電放電保護功能，防止因靜電造成的硬體損壞。
低功耗管理。支持USB的各種低功耗模式，如掛起、休眠和暫停等狀態。
並串轉換。將控制器通過UTMI或ULPI匯流排傳遞過來的並行數據轉換為串列數據，再通過差分數據線輸出到USB接口。
此外，在系統級晶片(SoC)設計中，USB PHY作為一個獨立的模組與USB控制器配合工作，共同實現完整的USB接口功能。