自动化科学和技术的发展，大致经历了这样几个阶段，20世纪40年代出现的经典控制理论，为自动化学科奠定了理论基础。它以系统的频率域描述和分析设计方法为基础，通过对系统输入输出的频域测试，建立系统的模型，并通过设计前馈补偿和反馈校正，使系统稳定运行，并使输出达到期望值。这通常被认为是以控制为基础的自动化设备的代理论。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
自动化系统中的大型成套设备，又称自动化装置。机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志
20世纪60年代，随着航天航空事业的发展，出现了以状态空间法为基础的现代控制理论，这一理论通过深入到对系统内部状态的描述，从信息层面上更深刻地刻划了系统的特征，在此基础上发展起来的状态空间设计方法不仅可以处理多变量系统的控制问题，而且在控制中开始渗入优化的概念，为实现高质量的自动化提供了有力的手段。在此期间，自动控制的理论和应用得到了蓬勃发展，系统辨识、自适应等新理论和新思想不断涌现，并在航天航空、工业、工程领域得到了广泛的应用。
20世纪70年代以来，随着计算机技术的发展和普及，人们处理复杂信息加工的能力得到了显著加强，从而有力地推动了自动化技术的全方位发展，其最主要的应用领域是：以计算机控制为代表的工业过程控制和工业机器人，以计算机集成信息处理为代表的制造系统CIMS。在此期间，由于信息处理能力的加强，解决高维大系统控制、优化问题的大系统理论、解决带有不确定性控制问题的鲁棒、自适应控制理论、解决难以数学建模系统控制问题的智能控制理论等都成为自动化研究领域中新的热点，并迅即在各领域中得到了应用。
