Os CPS são usados onde quer que sistemas físicos complexos necessitem se comunicar com o mundo digital para permitir que seu desempenho seja otimizado e sua eficiência, melhorada. Eles desempenham um crescente papel importante no processo industrial e no controle de produção (fábrica inteligente), em particular, no contexto da IIoT. Os CPS também são usados no fornecimento atual de energia, controle de tráfego e assistência ao motorista, bem como em outras tantas áreas.
Sistemas ciber-físicos consistem de objetos com software integrado e eletrônicos que são conectados entre si ou via internet para formar um sistema único em rede. Inclui sensores e componentes para mover ou controlar um mecanismo ou sistema, os chamados atuadores, de modo que possa ligar o CPS ao mundo exterior. Os sensores permitem que o sistema adquira e processe os dados. Os dados são posteriormente disponibilizados aos serviços baseados em rede que usam atuadores para impactar diretamente nas medições realizadas no mundo real. Isso leva à fusão entre os mundos físico e ciberespaço dentro da Internet das Coisas.
Sistemas ciber-físicos são usados na produção industrial para construir arquiteturas baseadas na internet que facilitam o controle remoto de sistemas de produção stand-alone. Os CPS são ferramentas valiosas em muitos outros campos de aplicação: integrado em uma rede inteligente, podem controlar uma rede de energia do amanhã ou controlar o tráfego para torná-lo mais seguro e reduzir as emissões de dióxido de carbono.