اتوماسیون صنعتی به طور کلی بر دو مبنای اصلی استوار است: ساختار سلسله‌مراتبی معروف به هرم اتوماسیون و نوع سیستم تولید. هرم اتوماسیون، یک مدل پنج سطحی برای درک معماری یکپارچه سیستم‌های کنترلی در یک کارخانه است. در پایین‌ترین سطح (سطح صفر)، تجهیزات میدانی مانند سنسورها و عملگرها قرار دارند که با فرآیند فیزیکی در تماس مستقیم هستند. سطح بالاتر (سطح یک)، سطح کنترل است که شامل کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر (PLC) و کنترل‌کننده‌های فرآیندی (PAC) می‌شود که مغز متفکر ماشین‌آلات محسوب می‌شوند. در سطح دو، سطح نظارت (Supervisory) قرار دارد که سیستم‌های SCADA و HMI به اپراتورها اجازه می‌دهند کل فرآیند را مشاهده و کنترل کنند. سطح سه، سطح برنامه‌ریزی تولید است که سیستم‌های مدیریت اجرای تولید (MES) وظیفه بهینه‌سازی و زمان‌بندی عملیات کارخانه را بر عهده دارند. در نهایت، در بالاترین سطح (سطح چهار)، سطح مدیریت سازمانی با سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) قرار دارد که داده‌های تولید را با اهداف کلان کسب‌وکار مانند مدیریت مالی و زنجیره تأمین یکپارچه می‌سازد. به موازات این هرم، اتوماسیون بر اساس انعطاف‌پذیری نیز به سه دسته تقسیم می‌شود: اتوماسیون ثابت (سخت) برای تولید انبوه و تکراری، اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی برای تولید دسته‌ای محصولات متنوع، و اتوماسیون انعطاف‌پذیر (نرم) که امکان تولید محصولات بسیار متنوع با کمترین توقف را فراهم می‌کند. درک این چارچوب‌ها برای طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های صنعتی کارآمد و یکپارچه ضروری است.