全书分为两部分：第一部分阐述了最优控制理论及其应用，既有最优控制的数学基础和变分法、极小值原理、线性二次型调节器及动态规划等传统最优控制理论的内容，也包括了模型预测控制和强化学习等当前较新的最优控制理论；第二部分聚焦状态估计理论与应用，涵盖了状态估计基本理论、状态观测器、传统线性卡尔曼滤波和非线性卡尔曼滤波等内容。