Оптимальне управління - це завдання проектування системи, що забезпечує для заданого об'єкта управління або процесу закон управління або керуючу послідовність дій, що забезпечують максимум або мінімум заданої сукупності критеріїв якості системи.

Завдання оптимального управління включає в себе розрахунок оптимальної програми врядування та синтез системи оптимального управління. Оптимальні програми управління, як правило, розраховуються чисельними методами знаходження екстремуму функціоналу або рішення крайової задачі для системи диференціальних рівнянь. Синтез систем оптимального управління з математичної точки зору являє собою задачу нелінійного програмування в функціональних просторах.