经典控制理论是以传递函数为基础的一种控制理论，研究对象一般是单输入、单输出的线性定常系统，对多输入、多输出系统，时变系统，非线性系统等则无法适用。经典控制理论主要的分析方法有频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法等。控制策略仅局限于反馈控制、PID控制等。这种控制不能实现最优控制。
在经典控制理论中，传递函数是最重要的数学模型，时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法作为主要分析设计工具，它们共同构成了经典控制理论的基本框架。经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计问题。反馈控制系统的简化原理图如图2-1所示。
图2-1 反馈控制系统的简化原理图
经典控制理论虽然具有很大的实用价值，但也有着明显的局限性，主要表现在：只适用于单输入、单输出的线性定常系统。用经典控制理论设计控制系统一般根据幅值裕度、相位裕度、超调量、调节时间等频率域里的指标进行设计和分析，对复杂且控制精度要求高的被控系统，并不能得到满意的效果。