De productie-industrie beschikt over een breed scala aan open-sequentiële regelsystemen die voornamelijk gebaseerd zijn op discrete (aan/uit) signalen; deze systemen voeren acties uit op basis van specifieke logische omstandigheden en timingsequenties. Daarnaast zijn er besturingssystemen-onafhankelijk van de volgorde of timing-die in elkaar grijpende veiligheidsacties uitvoeren op basis van logische relaties. Bovendien is er uitgebreide gegevensverzameling en monitoring van discrete-variabele toestanden-zoals schakelaarposities, pulssignalen, timers, tellers en analoge signaallimietalarmen-die dienen als de primaire basis voor systeemsupervisie. Gedreven door deze specifieke besturings- en bewakingsvereisten evolueerde de PLC naar een product dat voornamelijk was ontworpen om traditionele op relais-gebaseerde circuits te vervangen en om sequentiële besturing te vergemakkelijken. PLC-fabrikanten hebben geleidelijk verschillende communicatie-interfaces in hun CPU-modules geïntegreerd; Tegelijkertijd heeft de parallelle vooruitgang van veldbus- en Ethernet-technologieën de reikwijdte van PLC-toepassingen aanzienlijk vergroot. De aanhoudende marktdominantie van de PLC komt fundamenteel voort uit de inherente voordelen ervan: stabiliteit, betrouwbaarheid, kosteneffectiviteit, uitgebreide functionaliteit, flexibele en gemakkelijke toepassing, en bedienings- en onderhoudsgemak.
De hardware-architectuur van de PLC-controller zelf maakt gebruik van een modulaire 'bouw-blok'-structuur. Het bestaat doorgaans uit een backplane (moederbord), digitale I/O-modules, analoge I/O-modules en gespecialiseerde modules-zoals positioneringsmodules en modules voor streepjescodeherkenning. Gebruikers kunnen het vereiste aantal I/O-punten verkrijgen door het systeem rechtstreeks op de backplane uit te breiden of door bustechnologie te gebruiken om externe I/O-slavestations in te zetten.
Hoewel de PLC de besturing van variërende hoeveelheden I/O-punten mogelijk maakt, beschikt hij ook over de mogelijkheid om analoge spanningen en digitale pulsen uit te voeren. Hierdoor kan het een breed scala aan apparaten besturen die dergelijke signalen kunnen ontvangen,-waaronder servomotoren, stappenmotoren en frequentieregelaars-. Bovendien kan de PLC, met de ondersteuning van op aanraak-scherm-gebaseerde menselijke-machine-interfaces (HMI's), voldoen aan de gebruikersvereisten op elk niveau van procescontrole.