在于其为回授控制，系数为定值，不知道受控系统的资讯，因此其整体性能常常是妥协下的结果。在没有受控系统模型的条件下，PID控制最佳的控制器，但若配合系统模型，可以有进一步的提昇。当PID控制器单独使用时，若因应用需求，需调整PID回路增益使控制系统不会过冲，其效果有可能很差。PID控制器的缺点还包括无法处理受控系统的非线性、需在反应时间及调整率之间妥协、无法针对参数的变动而反应（例如系统在暖机后特性会改变）、以及大扰动下的波形落后。PID控制器最显着的提昇是配合前馈控制，加入有关系统的资讯，只用PID