控制和管理系统一般采用计算机控制和管理，根据自动化立体仓库的不同情况采取不同的控制方式，有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC控制，机与机之间无联系；有的仓库对各台机械进行联网控制。更高级的自动化立体仓库的控制系统采用集中式控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送机等直接控制的可编程序控制机械组成控制系统。
一般来说，自动化立体仓库控制和管理系统可分成三级，即管理级、监控级和设备控制级。
管理级系统是自动化立体仓库的管理中心，承担下发货物存取指令、入库管理、出库管理、盘库管理、账单数据查询、报表打印及显示、系统参数维护等功能。
1.库存管理
它能迅速、及时地通过外部输出设备做出包括库存目录表、日报表、月报表、出库预定表、缺货文件目录表等库存管理所需要的文件报表。通过与计算中心之间的通信联系，可向生产、计划、调度等部门迅速而正确地提供库内的原始数据，组织全厂完整的数据处理。
2.货架管理
对于高层货架冷库，在存放品种多时，能够正确迅速地指出哪一货位存放什么品种，哪一货位是空的，以及正确地选定出、入库的最宜货格，这对出、人库作业的效率是十分重要的。因为管理人员要爬到20多米高处去检查。将是十分困难的。计算机管理货架货位的功能比其自动化控制更为重要。在国外，有许多冷库内的计算机仅作货架管理及数据处理用。
3.控制功能
计算机参与控制。可分为离线控制和在线控制两类，也就是间接或直接去控制职能机构，完成顶定的某种动作。
监控级系统通过专用数据采集元件或设备将立体仓库内的相关信息采集到监控计算机内，通过工业监控软件的处理，将仓库内的信息以图表或数值的方式实时反映给仓库管理者，达到全面、实时地了解设备运行情况及远程控制自动化立体仓库的目的，可以实现对立体仓库中主要设备的自动化运行数据采集、监视和控制，使控制设备能够根据系统的要求进行高效、准确地工作，从而实现货物的自动存储和发送。
设备控制级系统主要根据管理级或监控级的命令控制堆垛机和输送机的动作，同时向监控层反馈各设备运行状态和任务完成情况。为了对起重机、运输机等职能机构进行远距离的顺序控制，保持控制器与职能机构之间的信息联系是必不可少的，即必须把现场物流的位置正确地检测出来，并通过传输向控制器报告。而经控制器逻辑运算后发出的作业指令又通过传输正确地送到职能机构。
