Die Grundvoraussetzung für einen reibungslosen Datenaustausch sind auf Bitebene synchronisierte Kommunikationspartner. Die Herstellung der Synchronisation auf Bitebene kann entweder asynchron oder synchron erfolgen. Deswegen unterscheidet man auch zwischen der asynchronen und der synchronen Datenübertragung.
In einem seriellen Bussystem mit asynchroner Datenübertragung herrscht zwischen Kommunikationspartnern nur während der Übertragung weniger Bits Synchronität. Hergestellt wird die Synchronität durch ein Startzeichen. Ein Stoppzeichen signalisiert das Ende der Datenübertragung. Im Rahmen der Übertragung längerer Datenblöcke muss sich der Empfänger immer wieder aufs Neue mit dem Sender synchronisieren (Start-Stopp-Verfahren).
In der Praxis verwendet man üblicherweise das UART-Format (Universal Asynchronous Receiver Transmitter): acht Nutzbits sind von einem Startbit (logische Null) und zwei Stoppbits (logische Eins) eingerahmt (siehe Grafik UART-Format). Sichergestellt werden muss lediglich, dass der Empfänger bis zum Ende der Übertragung eines UART-Zeichens den Sendetakt halten kann, um sämtliche Bits korrekt abtasten zu können.
Da dies mit vergleichsweise einfachen elektronischen Schaltungen und Taktgeneratoren möglich ist, eröffnet die asynchrone Datenübertragung das Potenzial, auch in Bereichen mit hoher Kostensensibilität seriellen Datenaustausch zu realisieren. So geschehen im Kfz zur Übertragung sicherheitsunkritischer Signale im Komfortbereich. Dort kommt heute das auf der asynchronen Datenübertragung basierende serielle Bussystem LIN zum Einsatz.
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