制理论都会假设可以知道系统的状态，例如利用全状态回授来稳定线性系统的例子。不过许多系统都无法直接量测到实际的状态，只能用状态对输出的影响来间接估计状态。像隧道中的车辆就是一个例子。车辆在隧道中的速度不易直接量测，只可以用隧道中的实际状态来估计。假如系统可观测，可以从输出配合状态观测器来完全估测系统的状态。
典型的观测器模型.针对线性系统的状态观测器，最常用的是线性观测器、滑动模式观测器，也有在线性观测器中加入立方项的观测器。以下会说明线性观测器的结构。
离散系