控制科学与工程以控制论、系统论、信息论为基础，以各个行业的系统与控制共性问题为动力牵引，研究在一定目标或指标体系下，如何建立系统模型，如何分析系统的特性和行为，特别是动态行为，系统内部之间、系统与环境的关系，如何设计与实现控制与决策系统。

本学科以数学分析、线性代数、数理统计、随机过程、电子电路技术、数字信号处理技术、计算机技术等为基础，专业理论包括自动控制原理、线性/非线性系统理论、最优控制、自适应控制、智能控制、过程控制、运动控制、系统优化与调度、系统辨识与仿真建模、现代检测技术、多传感器信息融合、计算机视觉与模式识别、机器智能与机器学习、生物信息学、导航与制导系统等。

本学科研究方法包括理论与实际相结合，定量与定性相结合，实验与仿真相结合，软件与硬件相结合，信息获取与利用相结合，系统认知与优化相结合，科学分析与工程实践相结合，解决工程控制问题与凝练控制科学理论相结合，事实性、概念性、程序性知识学习、分析与评价和创造性高层次认知能力相结合等。