Bản chất của quá trình điều khiển tự động là hệ thống phải tự vận hành để đạt được kết quả mong muốn bằng cách điều chỉnh các yếu tố đầu vào dựa trên các thuật toán và lý thuyết điều khiển. Các thành phần chính của một hệ thống tự động bao gồm:

• Cảm biến, dùng để đo lường các đại lượng cần điều khiển như nhiệt độ, độ ẩm, dòng điện...
• Bộ điều khiển, có thể là các cơ cấu vật lý đơn giản cho đến các bộ điều khiển kỹ thuật số chuyên dụng phức tạp hoặc là các máy tính nhúng.
• Thiết bị chấp hành, dùng để tác động theo đáp ứng của cảm biến theo lệnh của bộ điều khiển.
• Đối tượng điều khiển: Là các đối tượng được quan tâm điều khiển chẳng hạn là: lò hơi, động cơ và các thiết bị khác trong công nghiệp...