VGA là một thiết kế analog. Analog sử dụng một tín hiệu riêng biệt cho mỗi nguồn màu của CRT (color gun), nhưng mỗi tín hiệu được gửi ở những mức cường độ khác nhau 64 mức, trong trường hợp tiêu chuẩn VGA đầu tiên. Cái này có khả năng cung cấp 262.144 màu sắc trong trường hợp tiêu chuẩn VGA đầu tiên. Cái này có khả năng cung cấp 262.144 màu sắc (643), trong đó 256 màu được hiển thị đồng thời trong thiết kế đầu tiên. Để đồ họa máy tính hiện thức. cường độ màu sắc thường quan trọng hơn độ phân giải cao do mắt con người nhận biết được bức tranh nhiều màu sắc như là thực tế.

VGA thiết kế để được định địa chỉ thông qua giao diện VGA BIOS, một giao diện phần mềm buộc các chương trình gọi ra trình điều khiển trên BIOS hơn là trực tiếp tới phần cứng. Điều này cho phép các chương trình gọi bộ lệnh nhất quán và các chức năng mà có thể làm việc trên phần cứng khác nhau, miễn là giao diện VGA BIOS tương thích hiện diện. Các card VGA đầu tiên có BIOS trực tiếp trên video card, trong hình thức chip ROM chứa từ 16KB đến VGA đầu tiên có BIOS trực tiếp trên video card, trong hình thức chip ROM chứa từ 16KB đến VGA đầu tiên có BIOS trực tiếp trên video card, trong hình thức chip ROM chứa từ 16KB đến 32KB giá trị mã. Các video card và bộ xử lý đồ họa máy xách tay hiện đại cũng có 32KB giá trị mã trong BIOS trên bo mạch chủ. Thông thường, thời gian duy nhất các trình điều khiển trên ROM được dùng là trong quá trình khởi động, khi chạy những ứng dụng trên DÓ hay các chương trình trờ chơi hay khi chạy Windows trong Safe Mode.

VGA cũng định rõ một kết nối giao diện analog 15 chân hỗ trợ nhiều chế độ. Kết nối này là analog do VGA được kết nối chủ yếu để điều khiển màn hình CRT, cũng là analog. Khi màn hình được kết nối qua VGA, các tín hiệu dạng số trong máy tính được chuyển đổi qua các tín hiệu tương tự nhờ chip DAC (Digital – to – Analog Converter) trên display adapter và kế tiếp được gửi đến màn hình qua kết nối VGA. Đầu nối VGA được thể hiện trong hình 12.3; sơ đồ chân ra được thể hiện trong bảng 12.6.

Đầu nối cáp VGA đối tiếp cắm vào đầu nối này thường thiếu 9 chân. Cái này được thiết kế như lỗ cặp trong đầu nối trên video card có thể được cắm vào, nhưng thường thì để mwor (và không sử dụng). Đầu nối này được khóa bởi vỏ hình chữ D và sự sắp thẳng hàng chân, vì vậy khó cắm ngược dẫu không có chân khóa. Chân 5 được sử dụng chỉ có mục đích kiểm tra, chân 15 hiếm khi được dùng; chúng cũng thường để trống. Để xác định loại màn hình được kết nối với hệ thống, một số card VGA cũ dùng sự hiện diện hay vắng mặt của các chân ID màn hình trong những kết nối khác nhau. Thêm vào đầu nối và giao diện, tiêu chuẩn VGA đầu tiên cũng định rõ số chế độ hiển thị văn bản và đồ họa với các độ phân giải và màu sắc khác nhau. Các chế độ VGA đầu tiên cho phép độ phân giải đồ họa tối đa 640x480 chỉ trong 17 (4 bit) màu. Điều này là tối đa hỗ trợ bởi 256KB RAM trên card.

IBM giới thiệu các phiên bản VGA độ phân giải cao hơn được gọi là XGA và XGA -2 trong đầu những năm 1990, nhưng hầu hết sự phát triển của những tiêu chuẩn VGA đến từ công nghệ video card bên thứ ba và nhóm mậu dịch của họ, Video Electronic Standarrds Association (VESA).

Khi VGA xuất hiện năm 1987, nó có độ phân giải và khả năng màu sắc rất thấp so với các tiêu chuẩn ngày nay. Từ đó, VGA phát triển để hỗ trơ các chế độ phân giải cao hơn với nhiều màu sắc. Thậm chí những video adapter rẻ nhất trên thị trường cũng hoạt động tốt với các chế độ trên tiêu chuẩn VGA đầu tiên.

Card IBM VGA đầu tiên nhanh chóng được nhái bởi các nhà sản xuất video card khác. Để phân biệt những sản phẩm của họ với của IBM, nhiều chế độ và khả năng được thêm vào, khái quát gọi chúng là những card VGA hay SVGA “Super”.

Năm 1989 những nhà sản xuất màn hình và video card cạnh tranh đã muốn hợp tác để tạo ra những khả năng SVGA một tiêu chuẩn công nghiệp cũng như làm chúng tương thích với phần mềm và phần cứng hiện hữu được thiết kế cho VGA.

Vào tháng 2 năm 1989 một nhóm phi lợi nhuận quốc tế được gọi là Video Electronics Standars Association (VESA) được thành lập để tạo ra các tiêu chuẩn giao diện mở rộng công nghiệp cho máy tính và những môi trường liên quan máy tính khác. VESA được thiết kế để tạo ra và xúc tiến những tiêu chuẩn mở cho công nghệ màn hình và giao diện màn hình, đảm bảo sự tương kết và cũng còn cho phép sự đổi mới. VESA được dẫn dắt bởi ban giám đốc địa diện cho hơn 100 thành viên trên khắp thế giới. Các thành viên là nhà sản xuất phần cứng, phần mềm, màn hình và các thành phần máy tính, cũng như các công ty sản xuất cáp và điện thoại, nhà cung cấp dịch vụ và nhiều nữa. VESA về thực chất đóng vai trò xác định các tiêu chuẩn giao diện video máy tính ngoài IBM.

Vào tháng 8 năm 1989, VESA giới thiệu tiêu chuẩn đầu tiên, tiêu chuẩn giao diện BIOS 800x600 4 bit (16 màu) BIOS được gọi là Super VGA (SVGA) chế độ 6Ah, là số tối đa được hỗ trợ bởi 256KB RAM trong các card VGA cũ. Điều này cho phép các công ty phát triển độc lập phần cứng video có chung giao diện phần mềm, do đó cho phép chức năng độ phân giải cao hơn trong khi duy trì khả năng thay thế cho nhau và tính tương thích ngước với VGA tồn tại. Ngay sau đó, VESA mở rộng tiêu chuẩn SVGA với những chế độ và độ phân giải khác và họ phát triển hay đóng góp nhiều tiêu chuẩn thành công trong video máy tính.

Mặc dù SVGA về mặt kỹ thuật định rõ bộ các tiêu chuẩn VESA bao gồm các chế độ từ 800x600 và trên nữa, thông thường chúng ta dùng thuật ngữ SVGA để mô tả chỉ chế độ 800x600. Các chế độ độ phân giải cao hơn có những tên khác nhau (XGA, SXGA…), mặc dù về kỹ thuật chúng là thành phần của các đặc điểm kỹ thuật của VESa SVGA.

IBM tăng cao RAM cũng như các độ phân giải và màu sắc khi giới thiệu tiêu chuẩn XGA (eXtended Graphics Array) năm 1990. XGA về cơ bản là phiên bản mở rộng của VGA, với nhiều bộ nhớ (1MB), độ pahan giải được mở rộng, trạng thái màu và chức năng phần cứng được gia tăng.

XGA cũng được tối ưu hóa cho Windows và những giao diện người dùng đồ họa khác. XGA tính năng ưu việt nhất được thêm vào VGA là sự hỗ trợ cho hai chế độ đồ họa mới:

+ Chế độ 256 màu 1024x768

+ Chế độ 256 màu 640x480

Việc thiếu đáng kể của giao diện XGA đầu tiên của IBM là chế độ 16 màu SVGA 800x600 được định bởi VESA, đã ra mắt chỉ hơn 1 năm trước đó. Điều này quan trọng do không nhiều màn hình tại thwofi điểm đó xử lý được 1024x768, nhưng lại xử lý được 800x600. Với card của IBM bạn phải nhảy từ 640x480 đến ngay 102x768, đòi hỏi màn hình rất đắt tiền. Sự sai sót này cuối cùng được sửa khi IBM phát hành XGA-2 năm 1992. XGA-2 thêm vào nhiều tốc độ và cường độ màu, cũng như hỗ trợ cho các chế độ VESA dãy trung bính SVGA 800x600:

+ Chế độ 256 màu và 65.526 màu 640x480

+ Chế độ 16 màu, 256 màu và 65.536 màu 800x600

+ Chế độ 16 màu, 256 màu 1024x768

Từ đó, VESA và các nhóm công nghiệp khác đã định ra những tiêu chuẩn video mới hơn, IBM cũng trở thành một thành viên của VESa và nhiều nhóm khác.