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현대의 모든 제어 시스템은 중요하지 않은 몇 가지 예외를 제외하면 다음의 2가지 기본 특징을 공통으로 갖는다.

그 특징은 첫째, 제어되는 양의 값이 전동기에 의해서 변화되는데 이 전동기의 전력은 입력 신호로부터가 아니라 주변의 전력원에서 공급된다. 따라서 제어량의 변화에 필요한 충분한 양의 전력을 얻을 수 있으며 제어량을 변화시키는 작용은 제어의 정밀도가 좌우되는 제어 신호에 영향을 주지 않는다. 둘째, 제어하는 양의 값을 변화시키기 위해서 전동기에 에너지가 가해지는 비율은 제어하는 양의 실제값과 원하는 값 사이의 차이 함수에 의해서 결정된다.

따라서 온도조절식 가열시스템을 예로 들면 노(爐)에 가해지는 연료의 양은 실제의 온도가 원하는 온도에 비하여 고온인가 저온인가에 따라서 결정된다. 이와 같은 기본적인 특징을 가지고 있는 제어 시스템을 폐루프 제어 시스템, 즉 서보 기구(그림)라고 한다. 개루프 제어 시스템은 피드포워드 시스템이다.

제어 시스템의 안정성은 급격히 가해진 신호에 대한 반응, 즉 과도 전류에 의해서 대부분 결정된다.

이와 같은 신호가 가해지면 시스템은 과도하게 보정을 하게 되어 시스템이 처음에는 한쪽 방향으로만 과도하게 보정하고 이후에 다시 반대방향으로 과도하게 보정을 하는 난조(亂調)의 현상이 일어나게 된다. 난조현상은 바람직하지 않으므로 이를 교정하기 위한 여러 가지 수단을 사용하게 된다. 이중에서 가장 일반적인 방법은 시스템의 어딘가에 감쇠효과(damping)를 추가하는 것이다.

감쇠에 의해서 시스템의 반응속도가 감소하게 되며 과도한 오버슛(overshoot)이나 과보정을 피하게 된다. 감쇠를 하기 위해서 전자회로에서 전기저항을 이용하거나, 기계적인 회로에서처럼 브레이크를 이용하거나, 혹은 완충기에서와 같이 작은 구멍으로 기름을 통과시키는 방법 등을 이용한다.

제어 시스템에서 안정성을 확립하는 또 하나의 방법으로는 시스템의 주파수 응답, 즉 여러 가지 주파수에서 연속적으로 변하는 입력 신호에 대한 반응을 결정하는 것이 있다.

그리고 제어 시스템의 출력을 진폭과 위상에 대해 입력과 비교한다. 즉 입력과 출력이 서로 어긋나 있는 정도를 측정한다. 주파수 응답은 실험적인 방법(특히 전기 시스템)의 경우에 의하거나 시스템의 상수가 알려져 있는 경우에는 수학적인 계산으로 결정할 수 있다. 수학적인 계산은 시스템이 선형 상미분방정식으로 표현될 수 있는 경우에는 특히 유용하다.

시스템 반응의 연구에 그래프를 이용하는 것도 많은 도움이 된다. 고도의 제어 시스템을 설계할 때는 새로운 여러 가지의 기술을 이용한다. 적응성 제어(adaptive control)는 시스템이 최적의 가능한 작동방식을 구현하기 위해서 자체의 동작상태를 변경하는 능력을 뜻한다. 적응성 제어의 일반적인 정의에 따르면 적응성 제어 시스템은 반드시 다음과 같은 기능, 즉 현재의 시스템 상태에 대해서 계속적으로 정보를 제공하거나 공정을 확인하는 기능, 현재의 시스템 성능과 원하는 또는 최적의 성능을 비교하여 정의된 최적의 성능을 실현하기 위해서 시스템의 변경을 결정하는 기능, 제어 시스템을 최적화하기 위해서 적절한 수정을 개시하는 기능 등을 고려해야 한다.

이와 같은 3가지 원칙, 즉 확인·결정·수정은 모든 적응성 시스템에 내장되어 있다.

동적최적화제어(dynamic-optimizing control)에서는 특정한 성능 기준을 달성하도록 제어 시스템이 작동해야 한다. 이 기준은 대개 제어되는 시스템이 최초의 위치에서 최소의 시간이나 비용으로 새로운 위치로 이동하도록 정해져 있다.

학습형 제어(learning control)는 제어 시스템이 충분한 계산 능력을 가지고 있어서 제어가 되는 시스템의 수학적 모델을 개발할 수 있고 이와 같이 개발된 지식을 이용하고자 자신의 작동을 변경할 수 있음을 뜻한다. 따라서 학습형 제어 시스템은 적응성 제어 시스템이 더욱 고도로 발전된 것이다. 독립 다중변수 제어(multivariable-noninteracting control)에서는 대형의 시스템에서 내부 변수의 크기가 공정에 연관되어 있는 다른 변수의 값과 관련되어 있다.

따라서 고전이론인 단일회로 제어기술로는 충분하지 않다. 이와 같은 공정에 적합한 제어 시스템을 개발하기 위해서는 좀더 복잡한 기술의 이용이 필요하다.