Toimilaitteen ohjausjärjestelmä on mikä tahansa elektroninen, sähköinen tai sähkömekaaninen järjestelmä, jota käytetään aktivoimaan toimilaite ja ohjaamaan sen ulostulon suuntaa, laajuutta ja kestoa. Toimilaitteiden ohjausjärjestelmät voivat olla erittäin yksinkertaisia, käsikäyttöisiä käynnistys- ja pysäytysasemia tai kehittyneitä, ohjelmoitavia tietokonejärjestelmiä. Edistyneempiä esimerkkejä ovat servojärjestelmät, jotka tuottavat laajan valikoiman toimilaitteen liikkeitä vastauksena toimintaympäristön tai prosessin muuttuviin tarpeisiin. Tämäntyyppinen toimilaitteen ohjausjärjestelmä käyttää rajapintajärjestelyä, joka rinnastaa prosessin tai mekanismin palautteet ja säätää toimilaitteen sen mukaan. Useimmat toimilaitejärjestelmät sisältävät kuitenkin ainakin joukon liikerajoja, jotka estävät toimilaitetta ylikierrosta ja vahingoittamasta itseään tai toissijaista mekanismia.
Toimilaitteet ovat työliikkeiden etä- tai automatisoituja toimittajia. Niitä käytetään toissijaisen mekanismin vaihtamiseen, säätämiseen tai siirtämiseen, jos käyttäjän suora fyysinen puuttuminen ei ole mahdollista tai ei -toivottavaa. Niitä edustaa laaja valikoima erilaisia tyyppejä, jotka käyttävät sähköisiä ja sähkömagneettisia, hydraulisia tai pneumaattisia virtalähteitä lineaaristen tai pyörivien lähtöjen tuottamiseen. Yksi yhteinen elementti niillä kaikilla on kuitenkin toimilaitteen ohjausjärjestelmä, jota käytetään käynnistämään, pysäyttämään ja säätämään työliikealueen, nopeuden ja keston. Nämä järjestelmät ovat monimutkaisia ja toimivia yksinkertaisista käynnistys- ja pysäytyspainikkeista erittäin kehittyneisiin servo-ohjaimiin.
Yksinkertaisten yksitoimisten mekanismien tapauksessa toimilaitteen ohjausjärjestelmä koostuu yleensä peruskäynnistys- ja pysäytyspainikkeesta, jos toimilaitetta käytetään käsin, tai rajakytkimistä, jos kyseessä on automaattinen järjestelmä. Hyvä esimerkki tästä on vesisäiliön pinnankorkeuden säädin, joka käyttää toimivaa täyttöventtiiliä. Manuaalinen toimilaitteen ohjain vaatii käyttäjän käynnistämään venttiilin toimilaitteen painamalla käynnistyspainiketta. Automaattinen järjestelmä käsittää tyypillisesti kellukkeen tasokytkimen, joka sulkee toimilaitteen käynnistyspiirin venttiilin avaamiseksi, kun vedenpinta laskee tietyn pisteen alle. Kun säiliö on täynnä, uimurikytkin käynnistää toimilaitteen uudelleen venttiilin sulkemiseksi.
Asennukset, jotka edellyttävät koneen osien jatkuvaa säätämistä muuttuvien käyttöolosuhteiden mukaan, edellyttävät kuitenkin joustavampaa toimilaitteen ohjausjärjestelmää, joka kykenee tuottamaan erilaisia toimilaitteiden liikkeitä tarpeen mukaan. Servojärjestelmänä tunnetut säätimet keräävät reaaliaikaisia paikkatiedonsiirtotietoja järjestelmä- tai prosessiantureilta ja vertaavat niitä ihanteellisiin parametreihin. Mahdolliset erot kahden datalohkon välillä saavat toimilaitteen korjaamaan erot. Sekä yksinkertaiset että monitoimiset toimilaitteiden ohjausjärjestelmät sisältävät ainakin joukon liikerajoja, jotka estävät toimilaitteen tai mekanismin vaurioitumisen liiallisesta käytöstä.