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被控变量选择是控制系统设计的核心问题，被控变量选择的正确与否是控制系统有无价值的关键。对任何一个控制系统，总是希望其能够在稳定生产操作、增加产品产量、提高产品质量、保证生产安全及改善劳动条件等方面发挥作用，如果被控变量选择不当，配备再好的自动化仪表，使用再复杂、再先进的控制规律也不能达到预期的控制效果。另外，对于一个具体的生产过程，影响其正常操作的因素往往有很多个，但并非所有的影响因素都要加以自动控制。所以，设计人员必须深入实际、调查研究、分析工艺，从生产过程对控制系统的要求出发，将影响生产的关键变量作为被控变量。
生产过程中的控制大体上可以分为三类：物料平衡控制和能量平衡控制、产品质量或成分控制及限制条件的控制。毫无疑问，被控变量应足以表征物料和能量平衡、产品质量或成分及限制条件的关键状态变量。所谓“关键”变量，是指这样些变量，它们对产品的产量或质量及安全具有决定性作用，而人工操作又难以满足要求，或者人工操作虽然可以满足要求，但是这种操作既紧张又频繁，劳动强度又很大。
根据被控变量与生产过程的关系，可将其分为两种类型的控制形式：直接参数控制与间接参数控制。
1.选择直接参数作为被控变量
选择直接参数作为被控变量能直接反映生产过程中产品的产量和质量，以及安全运行的参数称为直接参数。大多数情况下，被控变量的选择往往是显而易见的。例如，对于以温度、压力、流量、液位为操作指标的生产过程，很明显被控变量就是温度、压力、流量、液位。这是很容易理解的，也无须讨论。
2.选择间接参数作为被控变量
质量指标是产品质量的直接反映。因此，选择质量指标作为被控变量应是首先要考虑的，如果工艺上是按质量指标进行操作的，理应以产品质量作为被控变量进行控制，但是，采用质量指标作为被控变量，必然要涉及产品成分或物性参数（如密度、黏度等）的测量问题，这就需要用到成分分析仪表和物性参数测量仪表。有关成分和物性参数的测量问题，目前国内外尚未得到很好地解决。其原因有两个，一是缺乏合适的检测手段，二是虽有直接参数可测，但信号微弱或测量滞后太大。
因此，当直接选择质量指标作为被控变量比较困难或不可能时，可以选择间接指标，即间接参数作为被控变量，但是需要注意，所选用的间接指标必须与直接指标有单值的对应关系，并且还需具有足够大的灵数度，即随着产品质量的变化。间接指标必须有足够大的变化。恰当的选择对于稳定生产、提高产品产量和质量、改善劳动条件有很大的作用。若选择不当，则不论组成什么样的控制系统，选择多么先进的过程检测控制仪表，都不能达到良好的控制效果。
在实践中，被控变量的选择以工艺人员为主，以自控人员为铺，因为对控制的需求是从工艺角度提出的，但自动化专业人员也应多了解工艺，多与工艺人员沟通，从自由控制的角度提出建议。工艺人员与自控人员之间的相互交流与合作，有助于选择好控制系统的被控变量。
在工业过程装置中，为实现预期的工艺目标，往往有许多个工艺变量或参数可以作为被控变量，也只有在这种情况下，被控变量的选择才是重要的问题。从多个变量中选择一个变量作为被控变量应遵循下列原则：
（1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量。
（2）应尽量选择那些能直接反映生产过程的产品产量和质量，以及安全运行的直参数作为被控变量。当无法获得直接参数信号，或者其测量信号微弱（或滞后很大）时，可以选择一个与直接参数有单值对应关系且对直接参数的变化有足够灵敏度的间接参数作为被控变量。
（3）选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内外仪表产品的现状。