仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。人们用感觉器官去视、听、尝、摸外部事物，而显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计、真空离心浓缩仪等仪器仪表，可以改善和扩展人的这些官能；另外，有些仪器仪表如磁强计、射线计数计等可感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的物理量，还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数，如高速照相机、计算机等。
随着仪器仪表和测控系统应用领域的日益扩大，可靠性技术特别是在一些军事、航空航天、电力、核工业设施，大型工程和工业生产中起到提高战斗力和维护正常工作的重要作用。这些部门一旦出现故障，将导致灾难性的后果。因此装置的可靠性、性、可维性、特别是包括受测控系统在内的整个系统的可靠性、性、可维性显得特别重要。
伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟，人工智能、在线测控成为可能，使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。
数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了20世纪现代科学仪器发展的主流与方向。
十二五”期间工信部已把传感器及智能化仪器仪表摆到推动制造业转型升级的重要位置，在工信部相关资源中对传感器及智能化仪器仪表的研发及产业化予以支持。
数字化是智能仪器、个人仪器和虚拟仪器的基础，是计算机技术进入测量仪器的前提。广泛应用于电子数字计算机、数控技术、通讯设备、数字仪表等方面，诸如人类台电子数字计算机ENIAC，爱思达金相显微镜，体视显微镜，X光检查机等。
具体的需求主要分为以下几个方面：
（1）高水平的科学研究和高新技术产业的迅速发展提高了对仪器仪表的需求，也深刻认识到工业控制对控制理论的需求，而且鼓励引导科学家们去更多关注自动理论的研究工作。
（2）仪器仪表已成为现代国防建设所需装备的重要组成部分，我国航天工业固定资产的1/3 是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2 左右；导弹的高精度制导、控制，航天经纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。
（3）仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示，随着装备水平的提高，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右；现代化的宝钢技术装备投资中，有1/3 的经费用于购置仪器和自控系统。
（4）仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、实施有关法律（质量、商检、计量、环保等）的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。