يتكون نظام التحكم الآلي عادة من ثلاثة مكونات أساسية:
1. المراقب أو المحس: هو الجهاز الذي يقيس الأداء الحالي للنظام. على سبيل المثال، في نظام تحكم حراري، المراقب قد يكون جهاز قياس الحرارة مثل الثرموستات.
2. المقارن أو الوحدة الحسابية: هذا الجزء من النظام يقارن الأداء الحالي بالأداء المطلوب أو المستهدف. إذا كان هناك فرق بين الأداء الحالي والمطلوب، يتم توليد إشارة خطأ.
3. الوحدة التنفيذية أو المشغل: هو الجهاز الذي يستجيب لإشارة الخطأ ويتخذ الإجراءات المناسبة لضبط أداء النظام. في نظام التحكم الحراري، قد يكون هذا جزءًا من النظام يتحكم في تشغيل أو إيقاف تشغيل الفرن أو مكيف الهواء.
يمكن أيضا أن يكون هناك مكونات إضافية في بعض أنظمة التحكم، مثل أجهزة التصفية أو المعالج التي يمكنها تحسين جودة الإشارات أو تقليل الضوضاء.