Komunikasi serial menawarkan berapa kelebihan dibandingkan komunikasi paralel, antara lain adalah panjang maksimal kabel yang dapat digunakan lebih panjang, jumlah kabel lebih sedikit dan jumlah perangkat keras yang di dukung dengan komunikasi serial lebih banyak. Data-data dalam komunikasi serial dikirim dengan cara logika ‘1’ dikirimkan sebagai tegangan -3 s/d -25 volt dan untuk logika ‘0’ sebagai tegangan +3 s/d +25 volt, sehingga tegangan pada komunikasi serial memiliki ayunan tegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi paralel hanya 5 volt. Hal tersebut menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah diatasi dibandingkan pada paralel. Kabel serial bisa digunakan untuk menghubungkan dua komputer dengan menggunakan tiga kabel untuk konfigurasi null modem, yaitu TXD (saluran kirim), RXD(saluran terima) dan Ground. Sedangkan kabel komunikasi paralel membutuhkan 20 sampai 25 kabel. Banyak perangkat komunikasi yang menggunakan teknologi infra merah untuk melakukan komunikasi data, dalam hal ini pengiriman data juga dilakukan secara serial. IrDA-1 mampu mengirimkan data dengan kecepatan laju data 115,2 Kbps. Banyak mikrokontroler yang dilengkapi dengan komunikasi serial atau Serial Communication Interface (SCI). Dengan adanya SCI yang terpadu pada IC mikrokontroler dapat mengurangi jumlah pin keluaran, sehingga hanya membutuhkan dua pin utama, yaitu TxD dan RxD.
RS-232 (Rekomendasi Standar 232) mengacu pada standar yang awalnya diperkenalkan pada 1960 untuk transmisi komunikasi data serial. Standar tersebut mendefinisikan tentang sinyal yang menghubungkan antara DTE (Data Terminal Equipment) dan DCE (Data Communication Equipment). Contoh DTE adalah komputer, sedangkan contoh DCE adalah modem. Standar ini mendefinisikan ciri-ciri sinyal, definisi sinyal, ukuran kabel dan pin konektor. Versi standar RS-232 saat ini adalah TIA-232-F yang dikeluarkan pada tahun 1997. Standar RS-232 telah umum digunakan dalam port serial komputer dan masih banyak digunakan pada perangkat komunikasi industri. Telecommunication Industry Association adalah organisasi pengembang standar telekomunikasi yang di akreditasi oleh ANSI (American National Standard Institute). TIA mulai ada sejak bulan April tahun 1988. Organisasi tersebut merupakan gabungan antara United States Telecommunications Suppliers Association (USTSA) dan Electric Industries Association (EIA). Beberapa standar yang berhubungan dengan komunikasi serial adalah standar ITU-T V.24, ITU-T V.28, RFC 2217 dan ISO/IEC 2110. ITU-T V.24 dan ITU-T V.28 diterbitkan oleh International Telecommunication Union (ITU), RFC 2217 di terbitkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF), sedangkan ISO/IEC 2110 diterbitkan oleh International Standard Organization.
Dua metode yang umum digunakan untuk membuat komunikasi kabel serial adalah dengan melalui port USB dan port serial. Port USB terdapat pada PC maupun laptop sehingga dapat digunakan di mana saja. Metode kedua yaitu menggunakan port serial, port serial yang terdapat pada PC digunakan sebagai penghubung antara mikrokontroler dengan komputer PC. Konektor yang digunakan pada kedua metode tersebut berbeda, port USB menggunakan jenis kabel DKU-5, kabel ini merupakan kabel data dari telepon seluler Nokia yang bagian ujungnya di-modifikasi. Kabel data DKU-5 memiliki 5 buah kabel yang berwarna biru, merah, hijau, putih, dan hitam. Kabel yang dipakai untuk melakukan komunikasi serial dengan port USB hanyalah tiga warna kabel yaitu kabel warna biru untuk pin RX, kabel putih untuk pin TX dan yang hitam untuk Ground. Pin RX, TX GND pada kabel data tersebut dihubungkan ke pin RX,TX, dan GND pada rangkaian mikrokontroler. Metode kedua adalah menggunakan serial port pada PC, dengan media kabel serial dan rangkaian RS-232 sebagai media pengirim dan penerima data. Metode ini membutuhkan media RS-232 sebagai media pengirim atau penerima data dari mikrokontroler. Rangkaian RS-232 membutuhkan sebuah DB9 yang berfungsi sebagai konektor antara rangkaian RS-232 dengan kabel serial.
Komunikasi serial ada dua macam, asynchronous serial dan synchronous serial. Synchronous serial adalah komunikasi yang mana hanya ada satu pihak (pengirim atau penerima) yang menghasilkan clock dan mengirimkan clock tersebut bersama-sama dengan data. Komunikasi Synchronous adalah mediasi komputer dan layanan komunikasi yang dilakukan secara langsung. Jenis komunikasi ini dilakukan untuk melakukan komunikasi yang terjadi pada waktu bersamaan dengan datarate yang sama. Contoh penggunaan synchronous serial terdapat pada transmisi data keyboard. Asynchronous serial adalah komunikasi yang mana kedua pihak (pengirim dan penerima) masing-masing menghasilkan clock namun pada data yang dikirimkan tidak disertai dengan clock. Agar data yang dikirim sama dengan data yang diterima, maka kedua frekuensi clock harus sama dan sinkron. Setelah adanya sinkronisasi, pengirim mengirimkan data-nya sesuai dengan frekuensi clock pengirim dan penerima membaca data sesuai dengan frekuensi clock penerima. Cara melakukan transmisi data adalah dengan memberikan bit awal atau start bit pada awal pengiriman dan diakhiri dengan bit akhir atau stop bit. Contoh penggunaan asynchronous serial adalah pada Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer.
Komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer terdapat dua sistem yang harus diperhatikan agar tercipta komunikasi yang bagus, yaitu sistem perangkat keras dan sistem perangkat lunak. Jika kedua sistem ini tidak saling mendukung maka tidak akan ada komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer. Perangkat lunak komunikasi serial pada komputer biasanya adalah Hyperterminal, perangkat lunak ini bisa diperoleh dari Internet. Selain itu bisa juga menggunakan peangkat lunak Hypoterminal yang mirip dengan Hyperterminal. Untuk menggunakannya lebih mudah Hypoterminal, karena hanya dengan mengaktifkan perangkat lunak tersebut, port yang aktif telah terdeteksi, dan pengaturan-nya telah terpasang pada settingan default, yaitu 9600. Jika menginginkan boudrate yang lain dapat dirubah sesuai dengan baudrate mikrokontroler atau modul yang melakukan komunikasi dengan komputer. Untuk melakukan komunikasi secara serial dengan port serial dibutuhkan rangkaian RS-232. Pembuatan rangkaian ini sangat mudah dan hanya membutuhkan beberapa komponen yang dapat ditemukan di toko-toko elektronik. Komponen minimal yang harus ada pada rangkaian RS-232 adalah Kapasitor Polar 1 1uF / 16v sebanyak empat buah. Kebutuhan kedua adalah satu buah konektor DB9 male dan female. Dan yang terakhir adalah satu buah IC MAX-232. IC MAX232 tersebut umum digunakan pada proyek komunikasi serial dan bukan termasuk IC langka.