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UML-Zustandsdiagramme sind wegen der Standardisierung sehr weit verbreitet. Sie dienen zur Modellierung von Programm- und Prozessabläufen. Die Zustandsdiagramme bestehen aus einzelnen Zuständen, die durch Kreise oder abgerundete Rechtecke visualisiert werden. Zwischen diesen befinden sich die Zustandsübergänge. Sie werden als Pfeile dargestellt. Wenn man von den unten erklärten AND-Superstates mal absieht ist immer nur ein Zustand aktiv. Durch die Zustandsübergänge kann ein neuer Zustand erreicht werden. Damit gehören die Zustandsdiagramme wie die UML-Klassendiagramme auch zu den diagrammbasierten Sprachen, bieten aber noch einige neue interessante Aspekte.
Durch die sogenannten XOR-Superstates können mehrere Zustände gruppiert werden. So ist die Bildung von baumartigen Hierarchien möglich, wobei die inneren Knoten XOR-Superstates und die Blätter normale Zustände sind. Mit den AND-Superstates können parallele Abläufe modelliert werden. Wie bei den XOR-Superstates werden hier die Zustände gruppiert. Zusätzlich sind die Zustände im inneren in mindestens zwei Gruppen unterteilt. Bei Aktivierung eines AND-Superstates wird nach den Regeln in jeder Untergruppe ein Zustand aktiviert. Zusätzlich können an den Zustandsübergängen in dem AND-Superstate weitere Bedingungen erfasst werden, die das Schalten dieser Übergänge von bestimmten Situationen in den anderen Unterteilungen abhängig machen. Die Zustandsübergänge können vom Rand jedes Knotens zum Rand jedes Knotens gehen. Dies gilt auch für die Superstate-Ränder. Somit haben wir ein hierarchisches Diagramm in dem die Kanten beliebig über die Hierarchien hinweggehen können. Ein Beispiel für ein UML-Zustandsdiagramm wird in der Abbildung gezeigt. Der kursive Text und die gepunkteten und krummen Linien dienen nur als Kommentare und gehören nicht zum Standard.
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