相比普通计算机，工控机具备各类工业环境适应能力、专属应用市场、定制制化服务、长久稳定的供货周期等特点。适用于楼宇自动化、环境监测、电信设备、数控设备、机械控制、工控产品、环境治理、智能交通系统、车载控制以及普通工业自动化（如数字标牌、纺织机械等）行业。
目前工控机的应用模式有：工控机+客制软硬件、工控机+扩展卡+客制软硬件、工业主板+(扩展卡)+客制软硬件、工业主板+工业背板+(扩展卡)+客制软硬件等。在现有应用模式下，工控机并不是没有替代品，而是工控机交货期和需求量不满足经济性要求。交货期由工控机厂商的技术积累决定，而需求量是决定经济性的决定性因素。
未来工控机的应用模式可能为：标准通用工控机+标准通用接口模块+客制软硬件、客户自主研发包括工控机在内的软硬件。而是否改变主要取决于两个因素：一是CPU厂商提供整套软硬件开发系统，完全不需要工控机厂商参与。二是I/O接口高度标准化和云计算技术成熟在工业领域应用。
总线和I/O接口将向串行化和统一化发展
由于速度更高，占用空间更小，不管是普通计算机，还是工控机，并行总线已逐渐被串行总线取代。I/O总线方面，原来的显示接口和外存接口也实现了从并行转串行。更重要的是，USBType-C接口标准将来会统一计算机的电源接口、键盘接口、鼠标接口、音频接口、存储接口、网络接口和显示接口，而且无极性，用户体验更好。
I/O接口高度标准化除了大大减少I/O电缆种类外，也能大幅减少工控机与外设之间的接线，主要特点有：1、支持连接多个高性能外设。2、数据同步速度更快。3、支持多功能、单端口连接。随着计算机的总线和I/O接口向串行化演变，未来的计算机系统各功能部件可以不在同一个机箱内。将对现有工控机架构体系产生巨大影响。
云计算和大数据应用将更加成熟、普遍
建立工控机云平台，无论是嵌入到设备内的工控机，还是独立进行过程监控的工控机，可以为客户提供如下附加服务：1、云存储。2、运行日志管理。3、智能监控预警。4、故障诊断。5、设备生命周期健康管理。
依靠云平台，把工控机和服务器连成了一个系统，工控机架构可以做得更加精简，把关键数据放在数据中心，客户对实时和历史数据用大数据分析工具做分析处理，有效保证信息安全传输。提供给客户的不再是单独的工控机，而是“工控机+服务器+云平台管理软件+服务”。
此外，X86，ARM处理器批量应用在某一个行业时，其应用根据是行业定制。此类应用模式没能在工控机领域推广的主要原因是“量”。未来，CPU厂家可以利用FPGA工艺，让一部分功能由自己定制，减少工控机的定制需求，提升单个型号产品的量。目前，而此技术的大规模应用将有助于工控机行业的发展。
