制御量の数が2以上の制御系を制御するための方法を広く多変数制御という．多変数制御系の代表的な表現として伝達関数行列を用いたs領域での表現と，状態変数を用いた時間領域における表現がある．制御対象のモデル化の問題や設計仕様，制御設計手法に応じて適切な表現が用いられる．古くからある多変数制御手法として非干渉制御，モード制御などがあるが，近年では状態変数を用いた動的システム理論で統一的に取扱われるようになった．