Bộ điều khiển và CPU tạo thành lớp xử lý của các hệ thống PLC, DCS, an toàn và tự động hóa công nghiệp. Kiến trúc của chúng thường kết hợp bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, các giao diện truyền thông, kết nối backplane hoặc rack, cùng các chức năng chẩn đoán. Tùy theo nền tảng, phần cứng bộ điều khiển có thể hoạt động như CPU độc lập, bộ xử lý dự phòng, bộ điều khiển dạng rack hoặc nút điều khiển phân tán. Các đặc tính kỹ thuật chính bao gồm hiệu năng bộ xử lý, dung lượng bộ nhớ, khả năng hỗ trợ giao thức truyền thông, khả năng dự phòng, thế hệ firmware và khả năng tương thích với các kiến trúc I/O cụ thể. Về chức năng, các mô-đun này thực thi logic điều khiển, phối hợp các trình tự quy trình, trao đổi dữ liệu với thiết bị hiện trường và thiết bị giám sát, đồng thời quản lý hoạt động chẩn đoán của hệ thống. Việc lựa chọn thiết bị thay thế cần dựa trên mã sản phẩm chính xác trong danh mục của nhà sản xuất, phiên bản phần cứng, yêu cầu truyền thông, thông số bộ nhớ và kiến trúc hệ thống điều khiển đã lắp đặt.
