自从1768年瓦特发明了蒸汽机以后，人类开始进入了使用机器的时代。蒸汽机借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。这种离心调速装置就是世界上最早的自动机。
劳斯和霍维茨分别于1872年和1890年找出了用系统特征方程的特征根所具有的负实部来判定系统稳定性的方法。
1932年美国贝尔实验室工程师乃奎斯特发表文章阐明了系统稳定性的频率判断法则。
在第二次世界大战前后，自动控制理论有了很大的发展。如当时在高射火炮上装有能自动跟踪目标的伺服系统；在坦克火炮上装有能自动对准目标的稳定装置，等等。
从本世纪40年代开始，由于美国数学家维纳等人的努力，在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他科学互相渗透的基础上，出现了控制论。这是一门对自动化技术有着极大影响的边缘性学科，它阐明了自动机和生物机体中控制规律与通信的共同规律。即生物体的结构及其控制规律已或多或少地反映到自动化技术中来。维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。
1960年前后，使得复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的自动控制面貌大为改观。第一个进展是数字计算机无论在多用途的科学计算机还是线计算上，都得到了广泛的应用。第二个进展是现代控制理论的诞生。1958年，前苏联的庞德里亚金提出的极大值原理、美国的贝尔曼提出的动态规划方法，都可用来解决最优控制问题。为了用统计的方法更好地解决随机噪声和干扰问题，美国的卡尔曼在1960年提出了“卡尔曼滤波”理论。
现代控制理论内容广泛，它包含三个基本内容：线性系统分析、极大值原理与最优控制、卡尔曼滤波。
