ระบบควบคุมอัตโนมัติแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามวัตถุต่างๆ ที่ควบคุม ประเภทของระบบควบคุมการเคลื่อนที่ (เรียกอีกอย่างว่าระบบควบคุมการส่งกำลัง) ที่ต้องการการขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อให้ได้คุณสมบัติการเคลื่อนที่ และกระบวนการทำงานของระบบควบคุมการเคลื่อนที่เรียกว่าการควบคุมการเคลื่อนที่ อีกประเภทของวัตถุควบคุมคือปริมาณในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล วัสดุ องค์ประกอบ ระดับของเหลว และความเป็นกรด/ด่าง เช่น การควบคุมการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีในหอกลั่นและการควบคุมอุณหภูมิไอน้ำในหม้อไอน้ำ ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ควบคุมวัตถุดังกล่าวเรียกว่าระบบควบคุมกระบวนการ และกระบวนการทำงานของระบบควบคุมกระบวนการเรียกว่าการควบคุมกระบวนการ
โดยทั่วไป การควบคุมกระบวนการมักเกี่ยวข้องกับการไหลของวัตถุและพลังงาน โดยการควบคุมขนาดของการไหลของวัสดุและพลังงาน สามารถบรรลุข้อกำหนดของวัตถุประสงค์การควบคุมกระบวนการได้ องค์ประกอบการดำเนินการของการควบคุมการเคลื่อนไหวคือมอเตอร์ไฟฟ้า และองค์ประกอบการดำเนินการของการควบคุมกระบวนการคือวาล์วควบคุม ทั้งการควบคุมการเคลื่อนไหวและการควบคุมกระบวนการสามารถนำไปใช้กับทฤษฎีการควบคุมอัตโนมัติเดียวกันได้
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะเฉพาะของวัตถุที่ควบคุมแตกต่างกัน ระบบควบคุมทั้งสองประเภทจึงแสดงลักษณะการตอบสนองที่แตกต่างกันด้วย ตัวอย่างเช่น เวลาปรับของระบบควบคุมการเคลื่อนที่สั้นและความเร็วในการตอบสนองเร็ว อย่างไรก็ตาม ระบบควบคุมกระบวนการมักประกอบด้วยส่วนประกอบเฉื่อยขนาดใหญ่ ส่วนประกอบความล่าช้าขนาดใหญ่ ฯลฯ โดยมีเวลาปรับนานและความเร็วในการตอบสนองช้า อาจมีความแตกต่างบางประการเมื่อใช้ทฤษฎีการควบคุมเพื่อแก้ไขปัญหาการควบคุมเฉพาะ ในระบบควบคุมทั้งสองประเภทนี้ ระบบควบคุมสามารถจำแนกประเภทเพิ่มเติมได้ตามความต้องการเฉพาะของวัตถุควบคุม ลักษณะของสัญญาณอินพุต กระบวนการส่งสัญญาณมีความต่อเนื่องหรือไม่ พารามิเตอร์มีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาหรือไม่ และระบบมีส่วนประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นหรือไม่