Un controllore a doppio stadio è un controllore che funziona in modo discontinuo, con due stati di uscita. A seconda che il valore effettivo sia superiore o inferiore al set point, è attivo lo stato di uscita superiore o inferiore. I controllori a doppio stadio vengono utilizzati quando la variabile di attuazione non è una variabile continua, ma può passare da uno stato all'altro, ad esempio On/Off. Anche se il controllore a doppio stadio raggiunge uno stato stazionario, non smette mai di funzionare. In caso di forti variazioni del set point, il controllo è sicuramente più rapido di quanto sia possibile con altri processi di controllo.