研究系統狀態和結構的變化規律，為實現預定功能對系統進行設計與控制的理論和技術。研究各類系統的結構、行為和功能等相互關聯的特性，還必須綜合考慮人們對系統的要求和有關的技術經濟約束，以及系統的運行環境和幹擾特性等問題。
早期系統控制理論首先關註的是系統穩定性的問題。20世紀已形成一套比較完善的回饋控制理論。為瞭保證系統在不確定性的條件下能正常工作，提出瞭系統行為對參量變化的靈敏度，系統穩定性的裕度等理論問題。40年代強調應用用的統計方法和建造具有適應性、自學習、自組織、自繁殖等高度應變能力的控制系統思想，以及在博弈論中對人類決策行為的研究等，表現出人們力圖探求更新的控制系統設計的原理。60年代的基於狀態空間模型的現代控制理論應運而生，揭示瞭系統更深刻普遍的內在規律。70年代發展瞭大系統理論，著重運用分解、降階、集結等簡化方法和遞階協調、分數化等控制技術解決由於系統規模龐大帶來的決策的復雜性和可靠性等問題。與此相應，在數理學科中出現瞭微分動力學、突變和分岔理論以及耗散結構、協同學、混沌、分維和分形等新的理論，加深瞭對復雜系統行為的認識。在技術上，航天系統、智能機器人、計算機集成制造系統、大型信息處理以及更復雜的生物醫學、社會經濟等系統的控制和決策問題都對系統控制理論提出瞭新的需求，於是產生瞭復雜系統的控制問題。
若系統中部件和子系統個數很多，並能簡單地用統計方法處理的，就稱為簡單巨系統；否則，稱為復雜巨系統，要用從定性到定量的綜合集成方法，借助計算機等進行處理。