Khi thiết kế các hệ thống điều khiển thích nghi, phải đặc biệt chú ý vấn đề về hội tụ và tính bền vững. Tiêu chuẩn ổn định Lyapunov thường được sử dụng để tìm các luật điều khiển thích nghi và độ hội tụ.

Các ứng dụng điển hình của điều khiển thích nghi là (nói chung):

• Tự điều chỉnh của bộ điều khiển tuyến tính cố định sau đó trong giai đoạn thực thi tại một điểm làm việc;
• Tự điều chỉnh của bộ điều khiển bền vững cố định sau đó trong giai đoạn thực hiện cho toàn bộ phạm vi các điểm làm việc;
• Tự điều chỉnh của bộ điều khiển cố định theo yêu cầu nếu hành vi quá trình này thay đổi do lão hóa, trôi, bào mòn vv.;
• Điều khiển thích nghi của các bộ điều khiển cho các quá trình phi tuyến hoặc thời gian - biến đổi;
• Điều khiển thích nghi hoặc điều khiển tự điều chỉnh của các bộ điều khiển phi tuyến cho các quá trình phi tuyến;
• Điều khiển thích nghi hoặc điều khiển tự-điều chỉnh của các bộ điều khiển đa biến cho các quá trình đa biến (các hệ thống MIMO);

Thông thường những phương pháp này tương thích với các bộ điều khiển đối với cả các quá trình tĩnh và động. Trong các trường hợp đặc biệt, việc tương thích này có thể được giới hạn với chỉ hành vi tĩnh, dẫn tới điều khiển thích nghi dựa trên các đường đặc tính cho trạng thái dừng hoặc điều khiển giá trị cực trị, tối ưu trạng thái dừng. Do đó, có nhiều cách khác nhau để áp dụng các thuật toán điều khiển thích nghi.