Teoria sterowania zajmuje się analizowaniem i modelowaniem matematycznym obiektów i procesów różnej natury. Do takich procesów należą procesy fizyczne, m.in. hydrauliczne, pneumatyczne, mechaniczne jak i społeczne, traktowane jako układy dynamiczne ze sterowaniem. Teoria sterowania to gałąź matematyki i cybernetyki.
Kluczowe koncepcje w teorii sterowania to pojęcia: układu dynamicznego i jego stabilność, sprzężenie zwrotne oraz kompensacja (korekcja) dynamiczna.