我們都知道固態硬碟是以快閃記憶體晶片為存儲介質的，而每一個快閃記憶體的基礎存儲單元是浮柵MOS管，為了搞清楚SLC、MLC、TLC的區別，不妨先看一下每個基礎存儲單元（浮柵MOS管）是如何讀寫數據的。
上圖為浮柵MOS管的示意圖，學過模電的同學可以看出它特別像MOS管，不過前者比MOS管多了一個柵極，因為處於氧化絕緣層之間不與部件相連，故稱為「浮柵」，正因為其特殊的結構，如果浮柵層存儲有電子，就算掉電，因為被包裹在絕緣層之間，電子也不會消失，那麼裡面的信息也不會丟失。
寫操作：控制柵極加正電壓，襯底接地，產生大量高能電子，部分電子會進入隧道氧化層，由於控制柵極的正電壓，在電場作用下電子進入浮柵層。
擦操作：與寫操作相反，襯底加入正電壓，控制柵極接地，則浮柵層的電子會被「吸出」。
我們所存儲的信息是以0和1進行表示的，聰明的小夥伴已經想到了，如果我們能檢測到浮柵層里有電子，則表示「0」，否則則表示「1」。然而是否有電子是難以檢測的，但電子的多少是不是就對應了電壓，如果高於一個閾值，即表示「0」，否則則表示「1」。如下圖所示，橫軸表示電壓，這就是SLC的存儲單元的原理。即一個存儲單元就存儲1位信息(1bit)。
又有聰明的小夥伴想到了一個存儲單元只表示1位信息是不是太浪費了，我們既然用閾值電壓區分0和1，為什麼不多分幾個閾值電壓，分三個閾值電壓，是不是就可以把檢測到的電壓分成4份，分別表示00，01，10，11，這樣就可以每個存儲單元存儲兩位信息(2bit)，即MLC。
同理，能存儲兩位信息還是太少了，那我把它分成7個閾值電壓，把電壓分成8份分別表示000到111，這樣就可以存儲三位信息（3bit），即TLC。QLC則是可以存儲四位信息，對應15個閾值電壓。
綜上，同一個存儲單元上SLC能表示1bit信息，MLC能表示2bit，SLC能表示3bit。但是，隨著閾值電壓劃分得越多，則需要定位的電壓就越難，向存儲單元寫信息時需要準確定位閾值，則控制的電子數就需要更精確，同理在讀取數據時需要採集更加精確的電壓得到所存儲的信息，這無疑增加了擦讀時間以及損壞概率。