Mobilie tālruņi ar divām SIM kartēm ir izstrādāti gandrīz tādā pašā veidā kā jebkurš cits tālrunis, pievienojot otru raiduztvērēju, kas ļauj tiem ieviest divus atsevišķus abonenta identitātes moduļus (SIM). Šīs mazās mikroshēmas vai kartes ieslīd lielākās daļas mobilo tālruņu aizmugurē un palīdz uztvert mobilo sakaru signālus. Tie parasti ir ieprogrammēti, lai uztvertu signālu no noteikta mobilā tīkla, saņemot signālus no šī tīkla mobilo sakaru torņiem.
Lielākā daļa mobilo tālruņu ar divām SIM kartēm izmanto tikai vienu tīklu vai tālruņu uzņēmumu. Tas nozīmē, ka katra SIM karte darbojas ar vienu un to pašu bezvadu pakalpojumu sniedzēju. Dažos gadījumos ar to pašu tālruni var būt iespējams izmantot SIM karti no otra pakalpojumu sniedzēja, ja papildu karte ir atbilstoša izmēra un pieņem, ka mobilais tālrunis nav bloķēts. Bloķēta ierīce ir ieprogrammēta tā, lai tā uztver signālus tikai no tā bezvadu pakalpojumu sniedzēja, kurš izdevis tālruni, neatkarīgi no ievietotās SIM kartes. Cita pakalpojumu sniedzēja karte šādā tālrunī nedarbosies, ja vien to nav atbloķējis bezvadu pakalpojumu sniedzējs.
Ne visi tālruņi var pieņemt divas SIM kartes, taču ir pieejami adapteri, lai gandrīz jebkuru jaunākā modeļa tālruni pārvērstu par divu SIM karšu tālruni. Dažiem adapteriem var būt nepieciešams nogriezt un uzstādīt abas SIM kartes, savukārt citi var piedāvāt piemērotāku pielāgošanu. Izmantojot adapterus tālruņa vietā ar divām SIM kartēm, iespējams, nevarēs izmantot abas SIM kartes vienlaikus. Lietotājiem ir jāpārslēdzas no viena uz otru, izmantojot ekrāna izvēlni.
Salīdzinājumam, pilnībā funkcionējošiem mobilajiem tālruņiem ar divām SIM kartēm lietotājam parasti nav jāizvēlas starp vienu vai otru SIM karti. Abus tālruņu numurus var izmantot vienlaikus. Šī funkcija ir ērta tiem, kas vēlas atdalīt biznesa un personīgos zvanus, izmantojot divus atsevišķus tālruņa numurus, kā arī tiem, kuri bieži ceļo un vēlas katrai atrašanās vietai vietējo numuru.
Dažās pasaules daļās divu SIM karšu tālrunis ir sperts soli tālāk ar tālruņiem, kuros var ievietot trīs SIM kartes. Tie parasti ir apjomīgāki nekā tradicionālie tālruņi ar vienu SIM karti. Tie arī nav tik plaši izmantoti vai vēlami kā mobilie tālruņi ar vienu un divām SIM kartēm.
Mobilā tālruņa ar divām SIM kartēm trūkumi ietver lielāku un apjomīgāku izskatu, kā arī īsāku akumulatora darbības laiku. Telefoni ar divām SIM kartēm parasti ir jāuzlādē daudz biežāk, ja vien tajos nav divu akumulatoru: pa vienam katrai SIM kartei. Tālruņi, kuriem katrai SIM ir viens akumulators, šajā ziņā ir daudz labāki, taču tie ir arī daudz lielāki nekā tradicionālie tālruņi ar divām SIM kartēm. Stila kompromiss ar ilgāku akumulatora darbības laiku vai otrādi ir patērētājs pēc saviem ieskatiem, un jebkuram variantam ir acīmredzamas priekšrocības un trūkumi.