在线式不间断电源电源在市电正常供电时，将市电交流电源变成直流电源，进行脉宽调制、滤波，再将直流电源重新变成交流电源，即它平时是由交流电经整流后又以逆变器方式向负载提供交流电源。
一旦市电中断，立即改由蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电源。对在线式不间断电源电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它总是由不间断电源电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰带来的影响。
显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。方波输出的UPS电源带负载能力差(负载量仅为额定负载的40-60%)，不能带电感性负载。
如所带的负载过大，方波输出电压中包含的三次谐波成份将使流人负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。
正弦波输出的UPS电源的输出电压波形畸变度与负载量之间的关系没有方波输出UPS电源那样明显，负载能力相对较强，并能带微电感性负载。
不管那种类型的UPS电源，当它们处于逆变器供电状态时，除非迫不得已，一般不要满载或超载运行，否则会使不间断电源电源的故障率明显增多。