控制与决策研究所的前身是成立于1956年的“热能动力装置自动化教研组”，隶属于动力机械系；1960 年学校成立“热工量测及自动控制”专业，教研组亦随之更名；1970 年校内院系调整，教研组并入自动化系；1981 年专业教研组一分为二，分别成立了“过程控制教研组”和“自动检测及仪表教研组”；1999 年更名为“过程控制工程研究所”；2020 年更名为“控制与决策研究所”。
研究所依托“控制理论与控制工程”二级学科建设，主要应用研究领域包括大型石化工厂和钢铁企业、无人机、轨道交通、深海载人潜水器、大型特种装备等。主要研究方向是以运动体、流程工业和大型特种装备为对象，针对复杂工业对象和过程，系统研究建模（包括机理建模、系统辨识与机器学习、软测量等）、控制（包括先进控制、鲁棒控制、非线性控制、模糊控制、随机控制、学习控制、安全控制、间歇控制、分级分布控制等）、智能优化与决策（包括智能优化、仿真优化、操作优化、调度优化、智能决策、知识工程等）、故障诊断与智能维护（包括故障诊断、容错控制、预测维护与实时可靠性等）、工业以太网与现场总线等理论与技术，以及复杂工业过程和复杂运动对象的全流程智能一体化优化理论和技术。
在科研方面，研究所承担了大量国家级项目，包括自然科学基金，国家重点研发计划 ，863、973 以及国家攻关计划项目，并以横向合作的形式承担了大量企业攻关课题。荣获国家自然科学奖二等奖 3 项，多次荣获省部级以上奖励。研究所拥有安全控制技术研究中心和交通运输部重点领域创新团队，在过程控制领域的综合实力位居全国高校前列，其中动态系统故障诊断和智能维护方向的理论研究成果在国际上处于先进行列。
在教学方面，研究所出版了十多部教材和专著,研究所教师目前开设《自动控制理论》《过程控制》《系统辨识基础》《智能优化算法及应用》等本科生课程，以及《人工神经网络》《工业数据统计分析与应用》《动态系统故障诊断与容错控制》《综合自动化理论与方法》《运筹学》等研究生课程。培养国家一级学会优秀博士学位论文获得者10余名。
