主令控制器的原理主要基於程式控制，它通過程式監控和控制各種輸入輸出設備，如感測器、執行器和馬達，實現自動化控制。
主令控制器通常包括數位訊號處理器、輸入/輸出模組以及各種通信接口。其工作原理包括幾個關鍵步驟：首先，主令控制器從存儲器中讀取指令（取指），然後對指令進行解釋（解碼），接著執行指令所代表的操作，最後將執行結果寫回暫存器或存儲器（寫回）。
主令控制器可以處理多種控制邏輯，如布爾邏輯、比較邏輯和計算邏輯，以執行複雜的自動化控制任務，它還支持多種通信協定，如乙太網、RS232、RS485等，與其他設備通信。