W układach cyfrowych wynik pomiaru wielkości regulowanej przedstawia się w postaci liczby. W tym przypadku zakres zmian wielkości regulowanej jest podzielony na odpowiednią liczbę części odpowiednio ponumerowanych. W węźle sumującym następuje porównanie dwóch liczb, reprezentujących wartość zadaną oraz regulowaną, za pomocą elementu maszyny cyfrowej. Wynik otrzymany w postaci liczby przekształca się na sygnał o przebiegu analogowym (ciągłym) i przesyła do regulatora. Przetwarzanie sygnałów cyfrowych na analogowe dokonuje się w konwertorach cyfrowo-analogowych, czynności zaś odwrotne — przetwarzanie sygnałów analogowych na cyfrowe — w konwertorach analogowo-cyfrowych. Zależnie od rodzaju przebiegów wielkości regulowanej w stanie nieustalonym mogą być układy o przebiegach monotonicznych oraz o przebiegach oscylacyjnych (niemonotonicznych) stabilne i niestabilne.