仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。人们用感觉器官去视、听、尝、摸外部事物，而显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计、真空离心浓缩仪等仪器仪表，可以改善和扩展人的这些官能；另外，有些仪器仪表如磁强计、射线计数计等可感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的物理量，还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数，如高速照相机、计算机等。
在这里应注意到客观世界无穷无尽，测控系统对客观世界的感知主要集中于与目标相关的客观环境（简称既定目标环境），既定目标环境之外的环境信息可通过其它方法采集。被测控系统可以是简单的物或单一的样本，可以是复杂的无人直接操纵的自动系统，可以是有人（群）在内操作的大型自动化系统或社会活动系统，也可以是人体。以人体健康、生理、心理状态为目标的传感技术是医疗诊治仪器的基础和核心。操作人员可以是单人，但在系统化、网络化的情况下常为不同岗位下的操作人员群体。
仪器仪表应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各个方面，在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。据（2014年中国仪器仪表行业概况分析）分析，由于其地位特殊、作用大，对国民经济有巨大倍增和拉动作用，有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。
具体的需求主要分为以下几个方面：
（1）高水平的科学研究和高新技术产业的迅速发展提高了对仪器仪表的需求，也深刻认识到工业控制对控制理论的需求，而且鼓励引导科学家们去更多关注自动理论的研究工作。
（2）仪器仪表已成为现代国防建设所需装备的重要组成部分，我国航天工业固定资产的1/3 是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2 左右；导弹的高精度制导、控制，航天经纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。
（3）仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示，随着装备水平的提高，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右；现代化的宝钢技术装备投资中，有1/3 的经费用于购置仪器和自控系统。
（4）仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、实施有关法律（质量、商检、计量、环保等）的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。