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PLC作为一种专为在工业环境下应用而设计的计算机，必须具有以下功能：
（1）逻辑控制功能。逻辑控制功能就是位处理功能，它用PLC的与、或、非指令代替继电器触点串联、并联和其他逻辑连接，实现逻辑控制、开关控制和顺序控制。
（2）信号采集功能。PLC可以采集模拟信号、数字信号、脉冲信号。
（3）输出控制功能。可以输出数字信号、模拟信号、脉冲信号，以控制外部电磁阀、指示灯等设备。
（4）数据处理功能。数据处理功能是指PLC能进行数据传送、数据比较、数据转换、数据移位、算术运算等操作，有的还可以进行浮点运算。
（5）定时/计数功能。可以进行定时或延时控制，时间可以精确到毫秒。用户可以自行设定，也可以在运行过程中根据需要更改，使用方便。脉冲可以实现加、减计数。
（6）远程I/O功能。远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与主控制器相连接，来接收、处理信号，实现远程控制。
（7）人机界面功能（HMI）。实现人机交互，监视设备运行状态、报警及状态显示和进行过程控制，实现参数设置和在线组态。
（8）故障自诊断功能。可以对系统配置、硬件状态、指令合法性、网络通信等进行自诊断，发现异常情况，则报警且提示错误类型。如果是严重错误则自动停止运行。通过该功能，大大提高了系统的安全性。
（9）通信联网功能。现在的PLC大多数都具有较强的通信、联网功能，PLC系统与计算机可以直接或通过通信处理单元相连，构成网络，实现信息共享和交换，并且可以构成“集中管理、分散控制”分布式控制网络系统，以便实现较大规模的复杂控制。
（10）实时通信和冗余互备功能。实时通信实现总线网或以太网下PLC系统对信息处理的实时要求，而冗余互备功能则体现了一般工业现场安全性和稳定性的最基本要求。
归纳起来，PLC主要有以下特点：
PLC用软件代替继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，接线可以减少到继电器控制系统的十分之一以下，大大减少了触点接触不良的可能性。另外，PLC自身具有较强的自诊断能力，能及时报告出错信息，或停止运行等待修复。
PLC主要模块都使用大规模或超大规模集成电路。对CPU核心部件所需的+5V电源，采用多级滤波，并用集成稳压器进行调节。
PLC对工作环境的要求低，在环境温度为−20～65℃、相对湿度为35%～85%的情况下，PLC均可正常工作。
I/O设计具有完善的通道保护和多种形式的滤波电路，以抑制高频干扰，削弱各模块之间的干扰影响。在系统的输入/输出回路中，采用光电隔离等措施可有效防止回路间的信号干扰。
在PLC中常采用“看门狗”来监视用户程序运行时间，以避免PLC在执行程序过程中进入死循环或“跑飞”（PLC执行非预定的程序）。只要循环超时，就会报警或进行相应处理。
PLC软件定期检测外界环境，当PLC检测到偶发性故障时，立即将当时状态存入存储器，禁止对存储器进行操作，以防止存储信息丢失。一旦故障条件消失，即可恢复正常，继续原来的程序工作。对程序及动态数据进行电池备份，停电后，利用备份电池供电，使有关状态及信息不会丢失。
现在使用最多的PLC编程语言是梯形图，它符合大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯，语言形象直观，易学易用。PLC采用软件方法取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线大大简化。用户程序可以在实验室模拟调试，减少了现场调试的工作量。若生产设备更新或生产工艺流程改变，用户可通过修改其用户程序，从而方便快速地适应工艺条件的变化。
PLC产品系列化、标准化、模块化，用户可根据实际需求灵活选择，无须用户自己再进行设计和制作硬件装置。
即使PLC出现故障，维修也很方便。PLC具有很多故障提示信号，本身还可作为故障情况记录，易于诊断。诊断出故障后可按模块查找，只需简单更换模块即可。
PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构紧凑、体积小、能耗低、重量轻。PLC与继电器控制电路相比，体积减小95%以上，功耗减少70%以上。