在電網供電的情況下，由整流器供給的直流電驅動電動機帶動飛輪旋轉，而且帶發電機為負載供電。因為飛輪的慣性效果，發電機轉速能夠堅持均衡，此刻不間斷電源起過濾電網攪擾的效果。當電網斷電后，飛輪持續帶動發電機的轉子旋轉，同時發動柴油機帶動發電機發電，代替原有電網為負載供電。

因為飛輪式不間斷電源運用內燃機供給電力，會發生較大的噪音一起體積也較大，因而現在一般僅被用于應急情況和一些天然情況惡劣的場合，一般情況下不間斷電源會運用蓄電池來供給電力。

蓄電池式不間斷電源自二十世紀六十年代美國通用電氣公司研討出產不間斷電源以來，不間斷電源一向在被改善，可是其基本原理沒有嚴重改變。

現代的不間斷電源由電池組、逆變器和控制電路組成，一端銜接電網另一端銜接電器負載。在電網電壓正常的情況下，不間斷電源運用電網電源為本身充電，在電網出現異常的時分，不間斷電源將存儲于電池中的電能開釋，供負載運用。它按工作方式一般分為在線式和后備式（亦稱為離線式）兩種；按輸出波形可分為正弦型、近似正弦型（用階梯方波來擬合正弦波）等。