Un sistema di automazione è costituito da dispositivi in grado di ricevere input (sensori, HMI, ecc.), un sistema di elaborazione (processore) e manipolatori (attuatori) che eseguono il lavoro effettivo. La parte più importante dei tre è il sistema di elaborazione o controllo. Può essere suddiviso in due tipi: controllo a circuito aperto e a circuito chiuso (feedback).
Il controllo a circuito aperto è un sistema in cui il controller invia segnali all'attuatore per ottenere una risposta desiderata. I segnali inviati sono controllati solo dal programma inizialmente fornito al controller. Nei sistemi a circuito chiuso, sono coinvolti segnali di feedback. Il segnale di feedback è generato da un sensore, che misura direttamente o indirettamente la risposta dall'attuatore. Questo segnale di feedback è elaborato dal controller per confrontare l'output effettivo con l'output desiderato. Il controller quindi apporta le necessarie modifiche al segnale inviato all'attuatore. Il ciclo viene ripetuto fino a quando non si ottiene la risposta corretta.
Il componente di input può essere un'interfaccia uomo-macchina o un sensore.
L'HMI è il luogo in cui l'operatore umano comunica con il controller. È qui che vengono immesse variabili o comandi per modificare l'output desiderato.
I sensori vengono utilizzati per misurare l'output utilizzando diverse proprietà fisiche o elettromagnetiche (ad esempio, pressione, temperatura, magnetiche, radiazioni, ecc.). Le proprietà fisiche misurate vengono convertite in segnali elettronici che il controller può leggere e utilizzare.
L'attuatore è la parte che produce l'azione. L'attuatore è costituito da un driver e da un giunto e un gruppo di collegamento. L'attuatore fornisce la forza o la coppia necessaria per muovere le bielle collegate tramite i giunti. L'attuatore può essere considerato elettrico, idraulico o pneumatico. Gli attuatori elettrici sono motori o solenoidi che convertono l'energia elettrica in potenza meccanica. I sistemi idraulici e pneumatici funzionano utilizzando la pressione del fluido compressa contro un pistone, un cilindro, una paletta o una lama. Questi sistemi possono anche essere considerati alimentati elettricamente nei loro concetti più basilari perché il fluido è controllato dall'apertura e dalla chiusura di una valvola solenoide.
I collegamenti possono muoversi l'uno rispetto all'altro a seconda dei gradi di libertà consentiti dal giunto. I gradi di libertà sono definiti come il movimento consentito di un collegamento in un asse tridimensionale. Ci sono sei gradi di libertà, tre per la traslazione (su e giù, sinistra e destra, avanti e indietro) e tre per la rotazione (beccheggio, imbardata e rollio). Per semplicità, la maggior parte dei giunti consente solo uno o due gradi di libertà perché creare un braccio altamente mobile è difficile, costoso e poco pratico.