自动化物流系统采用三层控制结构，分别是由管理层、控制层、执行层构成的。它们的作用是：
管理层：物流系统的中枢，是一个物流系统管理软件，主要完成接受上级系统指令；调度输送指令；管理自动化立体仓库库存；统计分析系统运行情况；对物流系统信息处理。
控制层：是物流系统的承上启下的部分，它接受来自管理层的指令，控制执行层的设备完成指令规定的任务。主要作用是：实时监控物流系统状况；将监测到的信息反馈给管理层，为管理层调度提供决策依据。
执行层：由自动化物流设备组成，采用自动化控制器（如PLC，可编程控制器），作用是接受控制层指令，控制器控制设备各种操作。执行层包括：自动存储/提取系统（AS/RS系统）；输送系统（如AGV，SKY-RAV）；各种缓冲站（Buffer）。