각종 기기·설비에 대한 자동제어의 적용을 위해 자동제어계의 동작해석(解析) 및, 구성을 연구하는 공학. 제어이론·제어기기·제어응용의 3분야로 나눌 수 있다.

응용분야는 대상인 산업분야(예컨대 철강·전력·기계·화학·교통 등)에 따라 다시 분류된다.

제어기기 분야는 공기식·유압식·전기식으로 된 조절계(調節計)와 조작기기의 연구나 유압식·전기식 서보(servo) 기기의 연구를 내용으로 한다.

종래의 제어기기는 모두 아날로그식이었으나, 최근에 전자공학 기술 등의 발전에 따라 디지틀식으로 대체되고 있다.

따라서 조절계 등을 지능화하고 유연성을 부여하기 위한 소프트웨어의 연구가 제어기기의 분야에서 중요하다.

제어이론의 시초는 19세기말에서 비롯된다.

원심조속기(遠心調速機)의 구성이 적당하지 않으면 일정한 회전속도를 얻을 수 없고 헌팅(hunting)이라는 불안정 현상이 발생하는데, J. C. 맥스웰, E. J. 라우스 등이 이것을 해결하기 위한 연구를 했다.

이 당시부터 자동제어계의 기능에 대한 수학 모델로서 미분방정식이 사용되었으나, 통신공학에서의 되먹임(feed back) 증폭기의 이론을 도입하고 수학 모델로서 전달함수나 주파수 전달함수를 이용해 제어계의 안정해석이나 구성을 설명하는 수법이 제2차 세계대전 전후에 거의 완성되었다.

되먹임 제어이론에서는 제어편차만을 주목했으나, 1960년경부터 그 변화속도 등 많은 양(제어계의 동적 상태를 기술하는 양)을 주목하는 제어이론이 전개되었는데, 이것을 현대제어이론이라고 한다.

이 성과가 실제에 적용된 사례는 적었는데, 이는 제어장치에 복잡한 기능이 요구되었기 때문이다.

디지틀식 제어장치에서는 비교적 쉽게 복잡한 기능을 실현할 수 있으므로 앞으로 급속히 실용화될 것으로 보인다.