Al igual que otros diagramas UML basados en el comportamiento del sistema, los diagramas de colaboración modelan las interacciones entre objetos. Muchos autores lo consideran una variación de los diagramas de secuencia donde los objetos no están en filas y columnas, sino distribuidos libremente y con los mensajes numerados para seguir las posibles secuencias de mensajes.
Los elementos que intervienen son Objetos, Actores y Mensajes, en la misma notación que en anteriores diagramas.
Diagrama de colaboración representando los mensajes entre objetos al cerrar un proyecto

Vemos rápidamente que el nivel de información es prácticamente idéntico al de un diagrama de secuencia, con las siguientes excepciones:
- No se contemplan los retornos ni los errores. Simplemente los mensajes que se intercambian los objetos entre sí.
- La secuencia es más difícil de seguir, hay que mirar la etiqueta delos mensajes.
Por claridad, la notación de un diagrama de colaboración es más simple que en un diagrama de secuencia, y puede ser conveniente utilizarlo cuando el orden de los mensajes no es importante. Aprovechando su similitud, podemos también ampliar su notación con elementos de los diagramas de secuencia \(las condiciones entre \[\ ], la llamada a casos de uso, etc.\) y obtener un diagrama más completo y seguramente más entendible por personal no técnico que un diagrama de secuencia.
Un aspecto importante de los diagramas de colaboración es que muestran los roles que toma cada clase en la comunicación. En el diagrama puede apreciarse dos instancias de la clase “Empleado” que ocupan los roles “JefeProyecto” y “Programador”.
Una variación de este diagrama toma el nombre a veces de diagrama de comunicación, en el que especificamos los objetos que se comunican entre sí, el rol que ocupa cada uno en la comunicación y la multiplicidad de unas respecto de las otras.
Podría decirse que este diagrama es una versión preliminar del diagrama de clases, donde reflejamos también la comunicación entre las mismas. La notación de los mensajes es particular para este tipo de diagramas y tiene la forma siguiente: