该学科以工程系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术。控制理论是学科的重要基础和核心内容；控制工程是学科的背景动力和发展目标。东北大学控制理论与控制工程学科是经国家教委批准建立的全国首批博士点及自动控制博士后流动站；是国家和省级重点学科，是国家“211工程”和“985工程”的重点建设学科；拥有国家冶金自动化工程技术中心，国家流程工业综合自动化实验室，“985”流程工业综合自动化科技创新平台。以控制理论与控制工程学科为龙头的控制科学与工程学科在国家一级学科评比中名列前茅(06年排名第一,09年排名第二,12年排名第二)。学科现有博士生导师15人，学术梯队年龄结构合理，拥有国家自然科学基金创新群体3个，教育部创新团队1个，其中包括学科带头人中科院院士张嗣瀛教授、中国工程院院士柴天佑教授等。学科目前承担国家“十二五”科技攻关项目、自然科学基金重点项目、973项目、863项目、国家、教育部、省、市各级纵向科研项目多项；与美、英、加、澳等众多的国家和地区的著名大学建立长期的学术合作关系；在国内外重要学术杂志和国际学术会议上发表论文数量在国内同学科名列前茅；若干理论研究成果已达到国际领先水平。曾获国家自然科学三等奖、国家科技进步二、三等奖、国家教育部科学进步一等奖、省部科技进步一等奖等多项奖励。学科还主办《控制与决策》和《控制工程》等学术杂志，并举办“中国控制与决策学术年会”，在国内具有重要影响。

主要研究方向包括：非线性系统的建模与控制，研究不同结构非线性系统的建模、控制器设计及其相关理论与技术；先进控制技术与应用，包括自适应控制、预测控制、智能控制、鲁棒控制、容错控制等理论与应用技术研究；过程监测、诊断及优化控制，对系统进行监测及故障诊断，根据系统的运行状态制定相应的控制策略，使系统工作在最佳状态；复杂系统综合自动化，针对复杂系统研究集决策、管理、优化及控制于一体的综合自动化技术。