串行通信设备和接口通过点对点数据链路传输信号。在串行流中一个接一个地传输比特。串行连接一般用于连接计算机和调制解调器。比特流穿过串行链路进入调制解调器,在此它被调制成通过电话线传输的模拟信号。
串行线路通常是双向的,一条线路用于传输另一条线路用于接收。这是一个全双工链路。半双工链路使用一条线路,在某一时间只有一端可以传输。使用串行链路的最通用因特网协议是PPP。PPP协议是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。
串行通信的特点是：数据位传送，传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但传送速度慢。串行通信的距离可以从几米到几千米。
并行链路(如PC机架上的并行打印机端口)在同一时间通过多条线发送数据,比特传输通过八条或更多条线同时进行。并行连接具有吞吐量大的优点,但是为避免位同步问题距离受到限制。
由于数据是二进制的,它可以用线路上的两种状态表示,正电压(通常为+5V)代表二进制的1,负电压(-5V)代表二进制的0。为了正确地读取位,必须使用某种同步和定时方案。异步通信在发送字符的首尾设置起始位和停止位，所以通信双方无需使用同一时钟，字符以一帧一帧的方式发送，每帧以起始位为开始，以停止位为帧的结束。接收器起始位为基准，使用与发送器相同频率的的本地局部时钟即可实现在一个字符内的同步（字符与字符间是异步的），异步通信一般要求收发双方的波特率相同。传输的起始——停止模式意味着对于每一新字符传输都重新开始,这就消除了在上次传输中可能产生的任何定时差异。
虽然异步技术使用简单,但起始和停止位是额外开销,浪费了带宽。同步通信技术可以发送大数据块,比如说从1500到4096个字节。它在每帧的开始加上同步字符，通信双方必须使用同一时钟，传输时将每Ｎ位划分为一个时间片，在同一个时间片内一方发送，一方接收。接收端将检测到的同步字符后的数位当成实际信息来处理。在无信息传送时同步字符后的数位被填充成空字符，因为同步传输不允许有间隙。故同步通信无论是在字符与字符之间，还是在字符内部的位之间都是同步的。以太网使用Manchester信号编码方案,与数据一起发送时钟脉冲。
其他的串行技术包括USB (通用串行总线)、Firewire ( IEEE 1394)、SSA (串行存储体系结构)和HSSI(高速串行接口)HSSI(高速串行接口)。由于它们的高数据传送速率,正使用这些技术连接磁盘或构建小型局部网络。