Produkcja przemysłowa w wielu przypadkach opiera się na procesach chemicznych i fizycznych. Jeżeli przebiegają one prawidłowo, uzyskany produkt ma pożądane cechy i parametry.
Dlatego konieczne jest sterowanie przebiegiem tych procesów, a przede wszystkim dbanie o to, by wielkości procesowe osiągały określone, wymagane wartości.
Jedną z najważniejszych wielkości procesowych jest temperatura. Dla każdej reakcji chemicznej można wyznaczyć temperaturę, w której przebiegać będzie ona najszybciej i najefektywniej, przynosząc pożądane produkty. Jeśli temperatura będzie zbyt niska lub wysoka, reakcja albo w ogóle nie zajdzie, albo przebiegnie w innym kierunku, w wyniku czego powstaną zupełnie inne od oczekiwanych substancje. A pamiętać należy o tym, że nierzadko aby uzyskać jakiś produkt, trzeba przeprowadzić kilka następujących po sobie reakcji, znacznie się od siebie różniących energią aktywacji (czyli minimalną ilością energii wymaganej do zainicjowania i przeprowadzenia reakcji).
Stąd też nieoceniona jest rola regulatorów temperatury, które dodatkową mierzą inne wielkości, głównie ciśnienie i wilgotność. Układ kontrolujący temperaturę zbudowany jest z trzech zasadniczych elementów, to jest elementu pomiarowego, którym jest czujnik lub przetwornik, regulatora i elementu wykonawczego (przekaźnika, sterownika mocy, zaworu regulującego itp.).
W niektórych przypadkach regulatory temperatury mają tylko elementarną opcję włącz/wyłącz, jednak zdecydowana większość procesów uzależniona jest od wielu czynników zewnętrznych, co narzuca stosowanie odpowiednich algorytmów, które nie tylko przyspieszają mechanizm regulacji, ale także redukują przeregulowania. Najpowszechniej stosowany jest algorytm PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący). Najnowocześniejsze modele kontrolerów temperatury zaopatrzone są w opcję autotuningu, która sama precyzyjnie wylicza optymalne parametry regulacji. W wielu przypadkach regulatory posiadają także wyjście do sygnalizacji stanów alarmowych, informujących o przekroczeniu ustalonej wartości danego parametru.
Dawniej stosowano głównie analogowe regulatory temperatury, obecnie coraz powszechniej są one zastępowane modelami cyfrowymi z wygodnym i czytelnym wyświetlaczem LED.