Teoria sterowania – dziedzina zajmująca się teorią analizy i modelowania matematycznego obiektów i procesów różnej natury, zarówno fizycznych (np. chemicznych, cieplnych, mechanicznych, hydraulicznych, pneumatycznych, elektrycznych), jak i społecznych (np. ekonomia matematyczna), traktowanych jako układy dynamiczne ze sterowaniem. Teoria sterowania jest dziedziną automatyki i matematyki stosowanej, historycznie związana także z cybernetyką, wykorzystywana też w informatyce, naukach społecznych i przyrodniczych.
Stworzony model pozwala na syntezę układu regulacji poprzez wprowadzenie regulatora sterującego danym obiektem lub procesem tak, by ten zachowywał się w pożądany sposób.
Kluczowe koncepcje Do kluczowych koncepcji w teorii sterowania zalicza się szczególnie takie pojęcia jak: układ dynamiczny stabilność układu sprzężenie zwrotne kompensacja (korekcja) dynamiczna.
Wykorzystywane narzędzia matematyczne Teoria sterowania posługuje się różnymi pojęciami i narzędziami matematyki. Niektóre działy i zagadnienia matematyki są szczególnie istotne dla teorii sterowania.