Układ regulacji (układ sterowania) - układ, którego zadaniem jest sterowanie procesem. Układy regulacji automatycznej posiadają sprzężenie zwrotne.

Układ regulacji składa się z elementu porównującego (sumator), regulatora, elementu wykonawczego (zawór, siłownik), obiektu sterowania oraz układu pomiarowego (czujnik, przetwornik).

Element porównujący oblicza różnicę między wartością sygnału zadanego w(t) a wartością sygnału wyjściowego y(t) otrzymaną z układu pomiarowego poprzez ujemne sprzężenie zwrotne. Na wyjściu elementu porównującego otrzymujemy sygnał uchybu e(t). W dobrze zaprojektowanym układzie regulacji wartość uchybu w stanie nieustalonym powinna być jak najmniejsza (przeregulowanie), natomiast w stanie ustalonym powinna być równa 0 (uchyb ustalony). Sygnał z elementu porównującego jest następnie przekazywany do elementu wykonawczego, który w odpowiedni sposób oddziałuje na obiekt. Dodatkowo na regulowany obiekt działać mogą zakłócenia z(t).