System może różnie odpowiadać w zależności od aktualnych warunków oraz od historii (od stanu). W takim przypadku zachowanie systemu można opisać diagramem przejść stanów (automatem skończonym). Pozwala to testerowi spojrzeć na oprogramowanie od strony stanów, przejść między stanami, wejść lub zdarzeń, które powodują zmiany stanów (przejścia) oraz na działania, które mogą wynikać z tych przejść. Stany testowanego systemu lub elementu są rozdzielne, zdefiniowane oraz ich liczba jest skończona. Tabela stanów pokazuje zależności pomiędzy stanami oraz wejściami i może uwypuklić przejścia nieprawidłowe. Testy można zaprojektować tak, żeby pokryły typowe sekwencje stanów, każdy stan, każde przejście, konkretny ciąg przejść lub żeby testowały przejścia nieprawidłowe.

Testowanie przejść między stanami jest często używane w testowaniu oprogramowania wbudowanego oraz ogólnie w automatyce. Jednakże technikę tę można zastosować do zamodelowania obiektu biznesowego posiadającego określone stany lub do testowania przejść między formatkami (np. w aplikacjach internetowych lub scenariuszach biznesowych).