다중 변수 PID 제어(Multi-variable PID Control)는 여러 입력과 출력을 가지는 시스템(MIMO 시스템)을 제어하기 위한 기법이다. 일반적인 PID 제어가 단일 입력과 단일 출력(SISO) 시스템에 적용되는 반면, 다중 변수 시스템은 서로 상호작용하는 여러 입력과 출력을 가지고 있어 복잡하다. 이 때문에 각 입력과 출력 사이의 상호작용을 고려한 제어 전략이 필요하다. 다중 변수 PID 제어는 시스템의 모든 변수 사이의 결합 효과를 분석하고, 그에 맞춘 튜닝을 통해 안정적이고 정확한 제어를 가능하게 한다.

하위 분류: 1. 중앙집중형 다중 변수 PID 제어 2. 분산형 다중 변수 PID 제어 3. 탈중앙화 다중 변수 PID 제어