UML에는 유한 상태 기계(Finite State Machine; FSM)을 설명하기 위한 표기법이 풍부하다.
아래 그림은 사용자가 시스템에 로그인하는 방법을 제어하기 위한 상태를 기술한 상태 전이 다이어그램 (State Transition Diagram; STD)이다.

아래와 같이 자기 자신으로 되돌아오는 화살표로 재귀 전이를 표현할 수 있다.

동일한 이벤트에 동일하게 반응하는 상태들이 많다면, 상위 상태 표기법을 사용하는 것이 편리하다. 이런 비슷한 상태를 둘러싼 상위 상태를 그린 다음, 상태마다 전이 화살표를 그리는 대신 상위 상태에만 화살표를 그리면 된다.

FSM은 최초 의사상태 (검정 동그라미)로 전이되어 시작된다. 마찬가지로 최종 의사상태로 소멸되는 것도 표현할 수 있다.


위와 같이 다이어그램으로 상태 전이를 표현 가능하다. 하지만 대부분의 시스템은 시간이 지날수록 규모가 커지고 진화하면서 자주 변경되는데, 다이어그램은 자주 변경해야하는 시스템을 표현하기 좋은 매체는 아니다.