UART使用异步模式工作，不需要时钟信号，其一般格式为：起始位+数据位+校验位+停止位。其中起始位1位，数据位5~8位，校验位0或1位，停止位1、1.5或2位。不过最常用的格式是1位起始位、8位数据位、没有奇偶校验、1位停止位，简记为8/N/1。
8/N/1格式的时序图如下：
空闲时数据线上规定为逻辑1。
开始传输数据时先发送起始位，规定为逻辑0，接收端会检测这个下降沿，以便之后开始采样接收数据。
起始位之后是数据位，规定先发送最低位，即LSB First。因为UART没有时钟信号，故使用波特率来确定每一位的长度，不过为保证检测的准确性，实际采样频率会高于波特率，一般每一位会进行若干次采样，取中间的采样值作为这一位的结果。
奇偶校验位一般不使用。
停止位一般使用1位，规定为逻辑1，除了表示传输结束外，停止位还可以起到时钟同步的作用。
需要注意的是，这里的逻辑0并不一定是0V，这与使用的电平标准有关。对于TTL电平而言，逻辑0是0V，逻辑1是高电平（一般为3.3V或5V）；对于RS-232电平而言，逻辑0是3V15V，逻辑1是-3-15V。
除了TX、RX、GND信号外，UART中还会有诸如RTS、CTS等流控信号，因为用得不是很多，此处就不总结了。