在線式不間斷電源電源在市電正常供電時，首先將市電交流電源變成直流電源，然后進行脈寬調制、濾波，再將直流電源重新變成交流電源，即它平時是由交流電經整流后又以逆變器方式向負載提供交流電源。
一旦市電中斷，立即改由蓄電池以逆變器方式對負載提供交流電源。因此，對在線式不間斷電源電源而言，在正常情況下，無論有無市電，它總是由不間斷電源電源的逆變器對負載供電，這樣就避免了所有由市電電網電壓波動及干擾帶來的影響。
顯而易見，在線式UPS電源的供電質量明顯優于后備式UPS電源，因為它可以實現對負載的穩頻、穩壓供電，且在由市電供電轉換到蓄電池供電時，其轉換時間為零。方波輸出的UPS電源帶負載能力差(負載量僅為額定負載的40-60%)，不能帶電感性負載。
如所帶的負載過大，方波輸出電壓中包含的三次諧波成份將使流人負載中的容性電流增大，嚴重時會損壞負載的電源濾波電容。
正弦波輸出的UPS電源的輸出電壓波形畸變度與負載量之間的關系沒有方波輸出UPS電源那樣明顯，負載能力相對較強，并能帶微電感性負載。
不管那種類型的UPS電源，當它們處于逆變器供電狀態時，除非迫不得已，一般不要滿載或超載運行，否則會使不間斷電源電源的故障率明顯增多。