在實際中應用最為廣泛的調節器控製為比例、積分、微分控製，簡稱PID控製或PID調節。PID調節以結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控製的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數。學模型時，控製理論的其它技術難以采用時，係統控製器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控製技術最為方便。即當我們不完全了解一個係統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得係統參數時，最適合用PID控製技術。PID控製在實際中也有PI和PD控製。PID調節器就是根據係統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控製量進行控製的。
比例（P）
比例控製是一種最簡單的控製方式。其控製器的輸出與輸入偏差信號成比例關係，通俗的說比例就是輸入偏差乘以一個係數。當僅有比例控製時係統輸出存在穩態誤差。
輸入偏差指被調量和調節器設定值之間的差值。
積分（I）
在微分控製中，控製器的輸出與輸入偏差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關係，通俗講積分就是對輸入偏差進行積分運算。 自動控製係統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後組件，具有抑製誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑製誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑製誤差的作用就應該是零。這就是說，在控製器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控製器，就能夠提前使抑製誤差的控製作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控對象，比例+微分(PD)控製器能改善係統在調節過程中的動態特性。
微分（D）
在積分控製中，控製器的輸出與輸入偏差信號的積分成正比關係，通俗講微分就是對輸入偏差進行微分運算。對一個自動控製係統，如果在進入穩態後存在穩態誤差，則稱這個控製係統是有穩態誤差的或簡稱有差係統。為了消除穩態誤差，在控製器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控製器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等於零。因此，PI控製器（比例+積分）可以使係統在進入穩態後無穩態誤差。