Systemy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym są klasyfikowane na różne sposoby w oparciu o ich konstrukcję, analizę i typy sygnałów.

Liniowe systemy sprzężenia zwrotnego to modele teoretyczne, które upraszczają analizę i projektowanie. Systemy te działają na zasadzie, że ich wyjście jest wprost proporcjonalne do ich wejścia w określonych zakresach. Na przykład wzmacniacz w systemie sterowania zachowuje się liniowo, dopóki sygnał wejściowy pozostaje w określonym zakresie. Jednak większość systemów fizycznych wykazuje wrodzoną nieliniowość z powodu czynników takich jak nasycenie komponentów lub tarcie. Nieliniowości mogą być celowo włączane w celu zwiększenia wydajności; godnym uwagi przykładem jest sterownik włącz-wyłącz w systemach rakietowych, który wykorzystuje nieliniowość w celu uzyskania szybkich czasów reakcji i lepszej precyzji sterowania.

Systemy niezmienne w czasie utrzymują stałe parametry w czasie, zapewniając stałą wydajność. Przykładem jest system sterowania silnikiem, w którym rezystancja uzwojenia pozostaje niezmienna podczas pracy. Natomiast systemy zmienne w czasie mają parametry, które zmieniają się w czasie, dostosowując się do różnych warunków pracy. Przykładem tego jest system sterowania pociskiem kierowanym, ponieważ masa pocisku zmniejsza się z powodu zużycia paliwa podczas lotu, co wymaga ciągłej regulacji parametrów sterowania.

Systemy sterowania ze sprzężeniem zwrotnym dla danych ciągłych wykorzystują sygnały, które są funkcjami czasu ciągłego. Systemy te można dalej podzielić na systemy sterowania DC i AC. Systemy sterowania DC wykorzystują sygnały niemodulowane, podczas gdy systemy sterowania AC wykorzystują sygnały modulowane w celu zmniejszenia wpływu szumów i zakłóceń. Z drugiej strony systemy sterowania danymi dyskretnymi wykorzystują sygnały w postaci ciągów impulsów lub kodów cyfrowych. Systemy te są szczególnie korzystne w środowiskach o dużym natężeniu hałasu, ponieważ sygnały cyfrowe są mniej podatne na zakłócenia.

Każda klasyfikacja systemów sterowania sprzężeniem zwrotnym oferuje odrębne zalety i jest dostosowana do konkretnych zastosowań. Zrozumienie tych kategorii pomaga inżynierom projektować i wdrażać skuteczne systemy sterowania, zapewniając optymalną wydajność i niezawodność w różnych zastosowaniach technologicznych.