Die serielle Schnittstelle ist eine umgangssprachliche Bezeichnung für eine Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen zwei Geräten, bei denen einzelne Bits zeitlich nacheinander übertragen werden (Serielle Datenübertragung). Die Bezeichnung wird in Abgrenzung zu einer parallelen Schnittstelle benutzt, bei der mehrere Bits zeitgleich auf mehreren Stromkreisen übertragen werden. Beide Bezeichnungen sind unpräzise und werden für eine große Anzahl unterschiedlicher Schnittstellendefinitionen benutzt.
Gegenüber parallelen Schnittstellen benötigt die serielle Schnittstelle weniger Stromkreise und demzufolge einen geringeren Verkabelungsaufwand, was besonders bei größeren Distanzen bedeutsam ist. Parallele Schnittstellen boten historisch größere Übertragungsgeschwindigkeiten und wurden daher für Anwendungen bevorzugt, bei denen große Datenmengen über kurze Distanz zu übertragen waren, wo die Kabelkosten nicht dominierten. Dieses Argument ist allerdings inzwischen obsolet, die technische Entwicklung der seriellen Schnittstellen hat die der parallelen Schnittstellen überholt.
Im engeren Umfeld von Personal Computern ist mit der seriellen Schnittstelle meist eine Schnittstelle nach EIA-RS-232 gemeint, in der Regel unter Verwendung eines 9-pin D-Sub-Steckers. Sie dient dort traditionell dem Anschluss von Peripheriegeräten an den PC, die mit vergleichsweise moderaten Übertragungsgeschwindigkeiten auskommen, wie z. B. Tastaturen, Mäuse, Drucker, DFÜ-Geräte etc., ist aber inzwischen weitgehend durch die universellere USB-Schnittstelle ersetzt worden. Die USB-Schnittstelle arbeitet zwar ebenfalls seriell, ist aber umgangssprachlich meist nicht gemeint, wenn man von "der seriellen Schnittstelle" redet. Zwischen USB und RS-232 existieren günstige Adapter, so dass die meisten PC-Hersteller dazu übergegangen sind, auf die RS-232 Schnittstelle im Grundgerät zu verzichten.
Serielle Schnittstellen im weiteren Sinn sind sehr weit verbreitet und existieren in sehr vielen Ausprägungen und Varianten. Es gehören dazu neben Punkt-zu-Punkt Verbindungen wie RS-232 und RS-422 auch Netzwerk- und Busschnittstellen, wie z. B. Ethernet, CAN-Bus oder RS-485. Datenraten, mögliche Übertragungsdistanzen und andere Eigenschaften unterscheiden sich z. T. beträchtlich, so existiert für fast jeden Anwendungsbereich eine passende Schnittstellendefiniton. Siehe dazu die Auflistung weiter unten.
Serielle Schnittstellen unterscheiden sich nicht nur durch den verwendeten Steckverbinder und die elektrischen Übertragungsparameter, sie benutzen auch unterschiedliche Methoden zur Übertragungssteuerung, Datenflusskontrolle und zur Synchronisation (siehe dazu Kommunikationsprotokoll). Sie können in eine Richtung („simplex“) oder in beide Richtungen („duplex“) arbeiten, Letzteres entweder abwechselnd („halb-duplex“) oder gleichzeitig („voll-duplex“) (siehe dazu Duplex (Nachrichtentechnik)).