Асинхронная передача данных в UART работает следующим образом: устройство отправляет биты данных один за другим, от наименее значимого к наиболее значимому, обрамлённые начальными и стоповыми битами, что обеспечивает точную синхронизацию. 4

Стартовый бит инициирует начало передачи потока битов, а стоповый бит (или два) завершает слово данных. 3 Для выявления ошибок при передаче данных UART может вставлять в поток контрольный бит. 3

Приёмник проверяет состояние входящего сигнала на каждом тактовом импульсе, ища начало стартового бита. 4 Если кажущийся начальный бит длится по крайней мере половину битового времени, он действителен и сигнализирует о начале нового символа. 4 В противном случае он считается ложным импульсом и игнорируется. 4

По истечении требуемого количества битовых периодов для длины символа (обычно от 5 до 8 бит) содержимое сдвигового регистра становится доступным принимающей системе. 4 UART устанавливает флаг, указывающий на доступность новых данных, а также может сгенерировать процессорное прерывание для запроса, чтобы главный процессор передал полученные данные. 4

Для успешной передачи данных приёмник и передатчик заранее должны быть настроены на одинаковые скорость обмена и формат пакетов. 5