化学工厂及炼油厂的工业过程中。近年来也用在电力系统的平衡模型以及电力电子学中。模型预测控制是以过程的动态模型为基础，多半是透过系统识别得到的线性模型。模型预测控制的特点是每一次针对目前的时间区块内作最佳化，然后下一个时间再针对时间区块内作最佳化，这和LQR控制器不同。模型预测控制可以预测未来事件并且进行对应的处理。PID控制器没有这样的预测功能。模型预测控制几乎都是用数位控制来实现，不过也有研究指出若使用特殊设计的类比电路，其反应时间可以更快。广义预测控制（Generalized predictive