在线式是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态，在线式UPS一般为双变换结构。所谓双变换是指UPS正常工作时，电能经过了AC/DC、DC/AC两次变换后再供给负载[1] 。
这种UPS不间断电源一直使其逆变器处于工作状态，它首先通过电路将外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰,同时对蓄电池充电管理；在停电时则使用备用直流电源（蓄电池组）给逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此不存在切换时间问题，适用于对电源有严格要求的场合[2] 。
当在线式UPS在电网供电正常时，电网输入的电压一路经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰，以得到纯净的交流电，进入整流器进行整流和滤波，并将交流电转换为平滑直流电，然后分为两路，一路进入充电器对蓄电池充电，另一路供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V，50Hz的交流电供负载使用。 在线式ups电子结构图
当发生市电中断时，交流电的输入已被切断，整流器不再工作，此时蓄电池放电把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流电，供负载使用。因此，对负载来说，尽管市电已不复存在，但此时负载并未因市电中断而停运，仍可以正常运行[1] 。
在线式正弦波输出UPS的主要具有以下特点:
(1)由于在线式UPS无论是在市电正常时，还是在市电中断由机内蓄电池向逆变器供电期间，它对负载的供电均是由UPS的逆变器提供。正因为如此，从根本上消除了来自市电电网的任何电压波动和干扰对负载工作的影响，真正实现了对负载的无干扰稳压供电。这显然不是任何一种抗干扰交流稳压电源所能解决的。当市电电压变化范围为180~250V时，它的输出电压稳定范围可达220V±3%，正弦波的工作频率稳定范围在50Hz±1%。
(2)在线式UPS输出正弦波的波形失真系数最小，一般小于3%。
(3)市电中断时在线式UPS能真正实现对负载的不间断供电。只要机内蓄电池能向UPS逆变器提供能量，无论市电是否中断，在线式UPS都是由逆变器向负载供电。因此，从市电供电到市电中断的过程中，在线式UPS内部并没有产生任何转换动作，其对负载供电的转换时间为零。
(4)在线式UPS同后备式UPS相比，具有优良的输出电压瞬变特性。一般在l00%负载加载或100%负载减载时，它的输出电压变化范围为1%左右，这种变化的持续时间一般为1~3周波。
(5)在线式UPS一般采用20kHz以上的PWM技术，其噪声较小，约为50dB。
(6)在线式UPS的控制电路中，采用输入变压器、输出变压器及光电耦合器件等将“强电”驱动部分与“弱电”控制线路部分从电的角度隔离开来，因而电路的可靠性得到了极大的提高。这种UPS的故障率一般都很低[3] 。