PLC广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、纺织、交通、环保、文化娱乐等行业。
使用大致可以概括为以下几类
开关量的逻辑控制
这是PLC在最基本、最广泛的应用领域，它取代了传统的继电器电路，实现了逻辑控制和顺序控制，可用于单台设备控制、多机组控制和自动化装配线.如注塑机、印刷机、订书机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀线等.
2模拟量控制
在工业生产过程中，温度、压力、流量、液位、速度等持续变化较多.为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换.PLC厂家生产配套设施A/D和D/A模拟量控制可编程控制器转换模块.
3运动控制
PLC可用于控制圆周运动或直线运动.在控制机构配置方面，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行块连接位置.控制步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置.世界各主要PLC几乎所有制造商的产品都具有运动控制功能，广泛应用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合.
4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制.作为工业控制计算机，PLC可编制各种控制算法程序，完成闭环控制.PID调整是闭环控制系统中常用的调整方法.大中型PLC都有PID模块,目前很多小的PLC还具有此功能模块.PID处理一般是运行专用的PID子程序.工艺控制广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合.
5数据处理
现代PLC具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传输、数据转换、排序、表格检查、位置操作等功能，可完成数据采集、分析和处理.这些数据可以与存储在存储器中的参考值进行比较，完成一定的控制操作，也可以通过通信功能传输到其他智能设备，或打印表格.大型控制系统一般采用数据处理，如无人控制的柔性制造系统；也可用于造纸、冶金、食品工业等工艺控制系统.
6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备的通信.随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展迅速PLC厂家都很重视PLC各自的网络系统推出了通信功能.新近生产的PLC都有通信接口，通信非常方便.