Mit Aktivitätsdiagrammen werden sequentielle und nebenläufige Abläufe modelliert, dies können beispielsweise Geschäftsprozesse sein, ebenso wie der Ablauf innerhalb der Steuerung eines Kaffeeautomaten. Dargestellt wird neben dem Kontrollfluss auch der Datenfluss. Die Inhalte von den aus der strukturierten Analyse bekannten Datenflussdiagrammen können ebenso wie Kontrollflussdiagramme (z.B. Petri-Netze) dargestellt werden.
Die Aktivitätsdiagramme wurden deutlich geändert. Viele neue Notationselemente wie Massenverarbeitung, Exceptions, Schleifen oder Vor- und Nachbedingungen sind in der UML 2.0 dazugekommen.
Die Abbildung zeigt ein Aktivitätsdiagramm, das eine Bestellungsabwicklung darstellt. Das Diagramm enthält Swimlanes, um dazustellen, wer die jeweiligen Aktivitäten durchführt, im dargestellten Fall der Versand, die Buchhaltung und der Kunde.
In Aktivitätsdiagrammen wird zwischen Aktionen und Objektknoten unterschieden. Versende Rechnung ist beispielsweise eine Aktion während Rechnung ein Objektknoten ist. Aktionen sind elementare, ausführbare Einheiten. Objektknoten werden zur Darstellung der Datenspeicherung bzw. Datenpufferung verwendet, sie stellen jedoch nicht die Daten selbst dar.