Thời kỳ đầu của điểu khiển quá trình tự động bộ điều khiển PID đã được thực thi bởi một thiết bị cơ khí. Các bộ điều khiển cơ khí này sử dụng một đòn bẩy, lò xo và một khối chất và thường được kích thích bằng khí nén. Những bộ điều khiển bằng khí này đã từng là tiêu chuẩn trong công nghiệp.

Các bộ điều khiển điện tử tương tự có thể được làm từ một bộ khuếch đại dùng ống chân không hoặc từ transistor bán dẫn, một tụ điện và một điện trở. Các vòng điều khiển PID điện tử tương tự thường được tìm thấy bên trong các hệ thống điện tử phức tạp hơn, thí dụ, việc định vị đầu từ của một ổ dĩa, việc điều hòa công suất của một bộ nguồn, hoặc thậm chí trong mạch phát hiện chuyển động của một máy đo địa chấn hiện đại. Ngày nay, các bộ điều khiển điện tử hầu như được thay thế phần lớn bởi các bộ điều khiển kỹ thuật số thực hiện với các bộ vi điều khiển hay FPGA.

Các bộ điều khiển PID hiện đại nhất trong công nghiệp được thực thi trong các bộ điều khiển logic khả lập trình (PLC) hoặc một bộ điều khiển kỹ thuật số được gắn cố định trên một bảng. Các phần mềm thực thi có ưu điểm là chúng tương đối rẻ và khá linh hoạt với đáp ứng thực thi của thuật toán PID.

Điện áp thay đổi có thể được áp dụng bởi dạng phân phối thời giam của điều rộng xung(Pulse Width modulation-PWM) - một chu kỳ thời gian cố định, và các biến đổi đạt được bằng cách kiểm tra phân phối thời gian trong suốt chu kỳ này khi đầu ra bộ điều khiển +1 (hay -1) thay vì 0. Trong một hệ thống kỹ thuật số các phân bố có thể là rời rạc - thí dụ tăng 0.1 giây trong vòng một chu kỳ 2 giây để đạt 20 bước: tỉ lệ tăng là 5% - vì vậy có một sai số rời rạc hóa, để có độ phân giải thời gian đủ cao để đạt được kết quả mong muốn.