Có một số ứng dụng của thẻ thông minh như sau:
Thẻ thông minh là thiết bị kích thước và hình dạng như thẻ tín dụng, chứa một hoặc nhiều chip tích hợp thực hiện chức năng máy tính với vi xử lý, bộ nhớ, đầu vào/đầu ra. Thẻ thông minh cung cấp chức năng tăng cường và mức độ an ninh cao hơn thẻ nhớ khi dùng cho nhận diện và xác thực.
Thẻ thông minh là thẻ nhựa có mạch tích hợp hoặc dung chứa lưu trữ nhúng bên trong. Thẻ thông minh với mạch tích hợp có thể thực hiện giao dịch được gọi là thẻ thông minh "chủ động".
Thẻ thông minh có thể xử lý và lưu trữ dữ liệu qua vi xử lý; do đó, chính thẻ (khác với thiết bị đọc/ghi) có thể kiểm soát truy cập dữ liệu lưu trên thẻ. Điều này đặc biệt hữu ích cho xác thực người dùng nơi an ninh thông tin phải được duy trì. Thẻ có thể thực hiện so sánh mật khẩu hoặc PIN bên trong thẻ.
Thẻ thông minh có thể thay thế bảo mật mật khẩu truyền thống bằng PIN tốt hơn, được kiểm tra bởi thẻ thay vì hệ thống máy tính, có thể không có phương tiện phức tạp cho nhận diện và xác thực người dùng.
Là phương pháp xác thực, thẻ thông minh là thứ khách hàng sở hữu. Với tiến bộ hiện nay, có thể thêm mật khẩu/PIN cho an ninh hơn và vân tay/ảnh cho an ninh cao nhất. Khác với thẻ nhớ, tính năng quan trọng của thẻ thông minh là có thể sản xuất để bảo vệ bộ nhớ của chính nó, giảm rủi ro mất/móc thẻ.
Sử dụng thiết bị thông minh có chi phí thẻ và thiết bị đọc đặc biệt. Cần quyết định cẩn thận hệ thống nào cần thẻ thông minh. Chi phí sản xuất thẻ thông minh cao hơn thẻ nhớ nhưng chênh lệch sẽ giảm khi nhiều nhà sản xuất chuyển sang công nghệ này. Ngược lại, thẻ thông minh (khác thẻ chỉ nhớ) có thể giao tiếp hiệu quả với thiết bị đọc "ngu", chi phí thấp.
Thẻ có thể lập trình giới hạn lần đăng nhập sai và yêu cầu câu hỏi sinh trắc học hoặc kiểm tra sinh trắc học để đảm bảo chỉ chủ thẻ mới dùng được. Thách thức không lặp lại ngăn chặn kẻ tấn công dùng mật khẩu/PIN quan sát được từ lần đăng nhập trước. Độ phức tạp sản xuất thẻ thông minh làm giả mạo nội dung thẻ gần như không thể.