Модели поведения, называемые иногда динамическими моделями, описывают поведение или функционирование объектов системы, включая их методы, взаимодействие и сотрудничество между ними, а также процесс изменения состояний отдельных компонентов и системы в целом. К поведенческим диаграммам языка UML 2.0 относятся следующие диаграммы:
Диаграммы использования моделируют связи "пользователь-система". В UML 2.0 они аналогичны таким же диаграммам в UML 1.0.
Диаграммы активности предназначены для моделирования потока действий, включая генерируемые процессы и точки принятия решений. Они удобны для представления бизнес-процессов.
Операции (actions) соответствуют отдельным шагам процесса. Они изображаются прямоугольниками с скругленными углами. К любой операции можно добавить ограничения (сonstraints) — словесное описание внутри прямоугольника с загнутым верхним правым углом. Последовательность операций (control flow) выражается с помощью линий в виде стрелок. Поток объектов в отличие от потока управления связан с перемещением данных (документов), которые изображаются прямоугольниками с острыми углами. Разветвления (Decision nodes) и слияния (merge nodes), реализующие выбор одного из входов или выходов (ИЛИ), представляются так же, как отображаются операции выбора на граф-схемах алгоритмов. Для разветвлений и слияний (forks и joins), выполняющихся по правилу И, т.е. с параллельным возбуждением всех выходов или при совпадении возбуждения всех входов, используются обозначения переходов из сетей Петри.
Рис. 1.  Пример диаграммы активности
На рис. 1 дан пример диаграммы активности. Предполагается, что в примере разработка ПО и БД должны выполняться параллельно, причем ПО разрабатывается или исполнителем А, или исполнителем Б.
Диаграмма состояний — диаграмма, на которой представлен конечный автомат. Диаграммы состояний служат для описания поведения отдельного объекта в терминах его состояний и переходов из состояния в состояние.
Состояния отображаются так же, как операции, а переходы — как последовательности операций в диаграммах активности. Около линий перехода можно указать или причину, или условие, или результат (действие) перехода. Действия, совершаемые в некотором состоянии при приходе или при выходе из него, могут быть указаны не только около линий, но и внутри прямоугольника состояния. Возможны также:
Диаграммы состояний являются основой для полностью автоматической генерации исполняемого кода по UML-моделям.
Диаграмма последовательностей представляет сценарий передачи сообщений в виде вертикальной таблицы "vertical timeline".
Сообщения передаются между объектами (изображаемыми так же, как в диаграммах объектов) или между элементами диаграммы использования. От каждого объекта вертикально вниз идет временная ось — его "линия жизни" (рис. 9). На линии жизни узкими прямоугольниками показаны периоды активности объектов. Объекты обмениваются сообщениями. Синхронные сообщения отмечаются стрелками с закрашенным наконечником, асинхронные — обычными стрелками. Обратные сообщения показываются пунктирными линиями. Объекты могут создаваться и/или ликвидироваться во время моделируемого процесса, тогда они помещаются ниже основного ряда объектов, а ликвидация отмечается крестиком. Циклические процессы обмена сообщениями можно представить с помощью прямоугольника, показанного на рисунке красными линиями. Если нужно отразить задержки в передаче сообщений, то линии передачи показываются с наклоном.
Рис. 2.  
Диаграммы связей аналогичны диаграммам последовательностей, но показывают передачу сообщений между объектами в другой форме: "линии жизни" отсутствуют, линии передачи сообщений непосредственно соединяют прямоугольники объектов, последовательность передачи отмечается последовательными номерами, записываемыми около линий передачи.
Временные диаграммы — альтернативное представление диаграммы последовательностей, явным образом показывающее изменения состояния на линии жизни с заданной шкалой времени. Они похожи на привычные для разработчиков логических схем средства показа происходящих событий с привязкой к временной оси. На временных диаграммах отражаются моменты совершения событий (включая изменения контролируемых величин). На оси Y отмечаются возможные состояния или значения величин. Причинно-следственные связи между событиями можно отмечать стрелками.
Диаграммы взаимодействия аналогичны диаграммам активности, но они отражают связи не между операциями, а связи между другими диаграммами. Дополнительными элементами являются ссылки на диаграммы. Ссылка представлется в виде прямоугольника с указанием имени диаграммы в центре прямоугольника и признака ref в левом верхнем углу.