Eine weitere Variation vom SATA ist das sogenannte eSATA, was External Serial ATA bedeutet. Das eigentliche SATA oder auch SATA2 ist ausschließlich innerhalb des Computers für den Anschluss der Geräte geschaffen, also beispielsweise für interne Festplatten. Es gibt hier keine Abschirmung gegen Störungen sowie keine ausreichende Belastbarkeit der Stecker, um diese auch außerhalb des Computers nutzen zu können. Da allerdings auch externe Festplatten die Möglichkeit haben sollten, über diese Schnittstelle angeschlossen werden zu können, wurde das eSATA entwickelt. Hierbei gibt es jedoch nur die SATA2 Version und die entsprechenden Kabel sowie Stecker für das eSATA sind standardisiert worden.

Die Übertragungsraten beim eSATA sind gleichzusetzen mit denen des SATA2, nämlich 300 Mbit/s. Für gewöhnlich werden bei den externen Festplatten diese Kabel gleich mitgeliefert, welche eine ausreichende Länge von etwa zwei Metern betragen. Die Kabel für das eSATA sind so gearbeitet, dass sie nicht für den internen Gebrauch verwendet werden können. Weiterhin sind der Stecker so wie die Buchse gegen möglicherweise auftretende elektromagnetische Störungen abgeschirmt. Darüber hinaus sind einige weitere, sichere Eigenschaften für das eSATA entwickelt worden, die eine dauerhafte und störungsfreie Übertragung gewährleisten. Ein großer Vorteil ist darin zu sehen, dass es spezielle Slotbleche gibt, bei denen die Kabel auf die üblichen SATA-Buchsen des Mainboards passen.

Auf Grund dieser Tatsache ist es möglich geworden, dass jedes Board auf das eSata nachgerüstet werden kann. Allerdings sollte hierbei beachtet werden, dass die maximale Kabellänge auf einen Meter beschränkt ist, damit eine fehlerfreie Übertragung möglich ist. Denn die internen Anschlüsse nicht grundsätzlich auf die elektrischen Anforderungen ausgerichtet.