目前，在國內外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械製造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各行各業，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從應用類型看，PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面：
1.開關量邏輯控制
利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數等功能實現邏輯控制，可以取代傳統的繼電器控制，用於單機控制、多機群控制、生產自動線控制等，例如：機床、注塑機、印刷機械、裝配生產線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。
2.運動控制
大多數PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模組。這一功能廣泛用於各種機械設備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。
3.程序控制
大、中型PLC都具有多路類比量I/O模組和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實現模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環控制，用於程序控制。這一功能已廣泛用於鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環位置控制和速度控制等方面。
4.資料處理
現代的PLC都具有數學運算、資料傳送、轉換、排序和查表等功能，可進行資料的採集、分析和處理，同時可通過通信介面將這些資料傳送給其他智慧裝置，如電腦數值控制（CNC）設備，進行處理。
5.通信聯網
PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位電腦、PLC與其他智慧設備之間的通信，PLC系統與通用電腦可直接或通過通信處理單元、通信轉換單元相連構成網路，以實現資訊的交換，並可構成“集中管理、分散控制”的多級分散式控制系統，滿足工廠自動化（FA）系統發展的需要。