PLC實質上是一種專用于工業控制的計算機，它的基本組成包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分包括CPU、存儲器、I/O接口、擴展接口、通信接口以及電源等，PLC的基本組成如下圖所示。軟件部分包括系統軟件和用戶程序等。
1、PLC硬件組成
①CPU
PLC的核心部件，由大規模集成電路(LSI)或超大規模的集成電路(VLSI)芯片構成，有8位、16位和32位等處理器，是運算和控制中心。通常所采用的處理器性能越高，PLC的功能就越強。
②存儲器
存放系統軟件(程序)、用戶程序和運行數據的單元，包括只讀存儲器(ROM)和隨機讀寫存儲器(RAM)。大多數PLC都可采用擴展存儲器，如多媒體卡(MMC)、壓縮閃存卡(CF)和安全數字卡(SD)等。
③I/O接口
PLC與現場信號的連接部件。PLC通過輸入接口獲得現場各種參數的信號(電壓、電流等)等；而通過輸出接口，PLC把執行程序后得到的結果送到現場的執行機構實現控制，如繼電器、電磁閥、控制閥等。
④擴展接口
用于PLC擴展I/O點數、信號類型和功能。擴展接口的形式有串行擴展、并行擴展和專用擴展等。
⑤通信接口
用于連接編程設備(如編程終端、筆記本電腦和組態站)、I/O模塊和其他智能設備等。通常分為通用接口和專用接口兩種。通用接口包括RS232、RS485、通用串行總線接口(USB)、以太網口等；專用接口指各PLC廠家專有的接口，如A-B PLC的缺省協議(DF1)和增強型數據數據總線等。
⑥電源。把外部電源變成PLC內部所需要的直流電源。很多小型PLC還可向外提供隔離的直流電源如24VDC。
2、PLC軟件組成
PLC的軟件組成分為系統軟件(系統程序)和用戶程序兩部分。
①系統軟件
由制造廠家設計和提供，包括固化在控制器存儲器中的系統程序、各種智能模塊或接口的固件、編程終端軟件，以及在組態站上安裝使用的各種組態編程軟件等。系統軟件通常用于編程組態、系統診斷、輸入輸出處理、編譯、仿真、網絡及通信處理、內部和外部監控等。如羅克韋爾自動化(RA)的ControlLogix系統中的各種固件軟件、組態站用的Studio5000、RSLogix Emulate 5000、FactoryTalk View和西門子的WinCC、Step7等都是系統軟件。
②用戶程序
指用戶根據工程應用的控制要求，按照使用的PLC所規定的編程語言(或指令系統)而編寫的應用程序。用戶程序常采用梯形圖、結構文本、功能塊等方式來編寫，然后用編程工具(如手持編程器、智能圖形終端、組態站或工程師站)進行編程并輸入到PLC的存儲器中去。用戶程序除PLC的控制邏輯外，對有人機界面的系統還包括界面(如觸屏、操作面板或工作站等)的應用程序等。如壓縮機控制程序、有毒的可燃氣體檢測系統(GDS)組態文件等，都屬于用戶程序。
