Для послідовної передачі даних достатньо однієї лінії, по якій можуть послідовно передаватися біти даних. Приймач повинен уміти розпізнавати, де починається і де закінчується сигнал, який відповідає кожному біт даних. Інакше кажучи, передавач і приймач повинні вміти синхронізуватися. Якщо якість синхронізації низьке (за час передачі одного біта неузгодженість досягає декількох відсотків), використовується асинхронний (asynchronous) режим передачі даних: виконується узгодження синхрогенераторов на початку передачі кожного байта. Як правило, передача байти починається зі спеціального старт-біта, потім йдуть біти дані, а за ними, можливо, біт парності. Після всіх бітів даних передається стоп-1м. Старт-біт і стоп-біт завжди мають певне значення: старт-біт кодується логічним завершенням, а стоп-біт - логічної одиницею. Між передачею стоп-біта одного байта і старт-біта наступного байти може проходити довільне час.
Асинхронний режим сильно залежить від похибок синхрогенераторов, що задає моменти прийому бітів. Чим вище швидкість передачі, тим більше ця похибка. В результаті цих та деяких інших обмежень швидкість передачі у асинхронному режимі обмежена сотнями кілобіт на секунду (стандартні швидкості: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 біт/с).
синхронізація дуже якісна (наприклад, використовується додаткова лінія, по якій передається синхросигнал), то можна передавати потік даних без додаткової синхронізації окремих байтів. Такий режим називається синхронним (synchronous). Передача бітів даних опережается і закінчується видачею в канал символу синхронізації. При відсутності даних передавач повинен постійно передавати в канал символи синхронізації.
У разі изохронной (isochronous) передачі відправлення кадрів даних відбувається в задані (відомі приймача і відправнику) моменти часу. При цьому дані, переданим одним вузлом з постійною швидкістю, будуть надходити до приймача з тією ж швидкістю. Изохронная передача необхідна, наприклад, для доставки цифрового відео чи звуку.
Плезиохронна (plesiochronous) передача вимагає внутрішньої синхронізації вузлів від джерел з номінально співпадаючими частотами. Термін “плезиохронна” означає “майже синхронна”, оскільки частоти джерел точно не збігаються, і згодом накопичується розбіжність, яка компенсується вставкою фіктивних даних.
