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道路交通信号控制技术源自19世纪中叶，至今大体经历了四个主要的发展阶段。
第一代为机械式交通信号控制技术。主要由交通警察站在交叉路口，依靠目视心判，通过手动开关或机械拨码盘控制红绿灯点亮时间的长短。我国许多城市直到20世纪70年代仍在采用此种控制技术。这种技术完全依靠人脑在现场进行控制，控制的随意性很大。
第二代是固定配时交通信号控制技术。计算机技术开始进入交通信号控制，主要靠经验和历史交通数据脱机确定路口交通的信号周期和绿信时间，在路口由计算机技术实现自动控制，分成定周期控制和多时段控制。目前，国内外部分城市仍采用此种控制系统。定周期控制将全天分为一个时段，自动运行预置的信号周期和绿信时间。多时段则把一天的时间分成若干个控制时段，随着时间的推移，按预置的不同方案自动运行。这种技术不能“动态”响应路口的交通流量实时变化。
第三代是感应式交通信号控制技术。路口交通信号控制机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节红绿灯信号显示时间，分为半感应控制和全感应控制。半感应控制是交叉路口仅部分方向有感应请求的感应控制方式。全感应控制是交叉路口所有方向均有感应请求的感应控制方式。
第四代是线控技术和区域交通信号协调控制技术。线控技术是把一条道路上多个相邻交叉路口的交通信号协调起来加以控制的控制方式。区域交通信号协调控制技术是把一个区域内所有交通信号联结起来进行区域协调控制的交通信号控制系统，可分成固定配时协调控制系统、方案实时选择协调控制系统和实时自适应协调控制系统。固定配时协调控制系统是根据预设的信号配时方案来对整个区域交通实施多时段定时控制的交通信号控制系统。方案实时选择协调控制系统是对应于不同的交通状况事先配置好各类控制方案，再根据实时采集的交通流数据选取最适用的控制方案来实施交通控制的交通信号控制系统。自适应协调控制系统是根据区域内实时采集的交通数据进行联机优化控制的交通信号控制系统。
综观第四代线控和区域交通信号控制系统，其控制理论、方法和技术发展已从固定配时协调、方案实时选择协调过渡到实时自适应协调，目前正在向新一代智能化、递阶式实时自适应协调方向发展。
新一代智能化交通控制系统应运而生，着重解决体现交通控制系统的先进性、适应性，实现系统控制的多模式化、智能化、集成化、分布式、通用化和模块化。
首先，在系统结构上采用灵活、可转换的系统结构，使系统结构更能适应交通流的区域变化；其次，在系统的目标上应根据不同的交通情况，对路口通行能力最大、总延误最小、排队长度最短等目标进行筛选和组合以确定不同的系统目标，使系统优化更具针对性；最后，在控制战略模式上，应有适应一般交通量、繁重交通量、饱和交通量和过饱和交通量的多种控制方式。
把智能交通控制理论和技术（遗传算法、模糊控制和专家知识等）融合到交通信号控制机、交通模型、优法算法和优化技术中，使交通信号控制系统的实时控制、协调能力适应智能交通系统发展的要求。
交通信号控制系统与其他交通管理业务系统、交通需求管理系统、城市停车管理系统等城市智能交通系统紧密集成，实现高度的信息共享，为交通管理者、交通规划者和交通出行者提供准确、及时、多样的信息服务。
交通控制策略、结构和功能上都要实现分布式控制，立足于“瘦中心”、“胖控制机”，把短时交通流分析处理工作和信号绿信比、时差参数等优化工作直接交给交通信号控制机去完成，增强交通控制系统的实时性、适应性和可靠性。
新一代智能化交通控制系统应立足于通用化和模块化，系统的中心控制软件、路口控制软件、交通信号控制机软硬件都要追求通用化和模块化，系统内部及其与外部的通信（中心与中心、中心与外场、外场与外场之间）都要实现通用、规范化。