Toimilaitteiden ohjaimet ovat mekanismeja, joilla käynnistetään, pysäytetään ja suojataan toimilaitteita ylikuormitukselta ja ylikierroksilta. Toimilaitteita voidaan ohjata kahdella perusmenetelmällä-yksinkertaisilla manuaalisilla tai automaattisilla pysäytys-/käynnistysjärjestelmillä tai kehittyneemmillä, monitoimisilla servojärjestelmillä. Toimilaitteet, joita käytetään yksinkertaisten yksittäisten toimintojen suorittamiseen, käyttävät tyypillisesti yksinkertaista pysäytys-/käynnistystyyppistä ohjausjärjestelmää. Ne, joita käytetään jatkuvasti tuottamaan monenlaisia käyttöliikkeitä vastauksena monimutkaisiin asennusvaatimuksiin, ovat yleensä osa servojärjestelmää. Useimmat sisältävät kuitenkin myös antureita, jotka estävät toimilaitteen ylisyklin tai -käynnin, jos mekanismi on jumissa tai vaurioitunut.
Merkittävä osa kaikista mekaanisista prosesseista sisältää jonkin tai toisen tyyppisen toimilaitteen. Nämä laitteet mahdollistavat etäkytkennän tai toissijaisten prosessien aktivoinnin silloin, kun käyttäjän väliintulo ei ole käytännöllistä. Vaikka toimilaite pystyy suorittamaan ihmisen operaattorin työn, se on silti käynnistettävä joko manuaalisesti tai automaattisesti ja pysäytettävä jollain tavalla. Tämä on toimilaitteen ohjauslaitteiden tehtävä, jotka paitsi aktivoivat ja pysäyttävät laitteen, myös suojaavat ylikuormituksen ja ylikuormituksen mahdollisilta vaurioilta. Nämä toimilaitteen ohjaimet voivat koostua hyvin yksinkertaisista pysäytys- ja käynnistystoiminnoista tai monimutkaisista moniulotteisista ohjaustoiminnoista.
Yleensä toimilaitteet, jotka tuottavat yksinkertaisia toimintoja, kuten koneen toiminnon kytkemisen päälle ja pois, eivät vaadi muuta kuin yhtä yksinkertaista päälle- ja pois-ohjausjärjestelmää. Näitä toimilaitteen säätimiä voi ohjata manuaalisesti ohjaushuoneessa oleva käyttäjä painamalla pysäytys- tai käynnistyspainiketta tai olla osa automaattista järjestelmää. Automaattiset ohjaimet koostuvat tyypillisesti ulkoisesta anturista, kuten tasokytkimestä, joka käynnistää ja pysäyttää toimilaitteen. Hyvä esimerkki on vesisäiliön täyttöventtiili. Kun vedenpinta laskee alle asetusarvon, tasokytkin käynnistää täyttöventtiiliin kytketyn toimilaitteen, jolloin vesi pääsee virtaamaan säiliöön siihen pisteeseen, jossa tasokytkin aktivoidaan uudelleen ja venttiili suljetaan uudelleen.
Monimutkaiset järjestelmät, jotka edellyttävät järjestelmäparametrien jatkuvaa, reaaliaikaista säätöä, edellyttävät toimilaitteiden säätöjä, jotka kykenevät joustavampaan lähtöön. Näissä tapauksissa käytetään yleensä servojärjestelmää, joka vastaa järjestelmän vaatimuksiin niiden esiintyessä. Tämä saavutetaan käyttämällä järjestelmän takaisinkytkentätuloja, jotka antavat ohjaimelle reaaliaikaista tietoa sen tilasta. Sen jälkeen se arvioi tiedot ja aktivoi toimilaitteen kompensoimaan prosessin tarpeet. Sekä yksinkertaisemmat että servo-toimilaitteen ohjaimet sisältävät tyypillisesti antureita, jotka on kytketty estämään toimilaitteen ylikierrosta tai toimimasta sen rajojen yli ja jatkamasta toimintaa, jos mekanismi jumittuu tai vaurioituu.