控制系统主要包括航行控制、导航定位和综合信息显控三个子系统，为了更好的验证控制系统的功能及训练试航员，并对各个下潜试验取得的实验数据进行分析，控制系统又在合同规定之外超额研制了半物理仿真平台和数据分析平台。
“蛟龙”号载人潜水器控制系统采用先进的控制策略，能有效克服潜水器本体、海洋环境、传感器、执行机构等不确定性干扰，可同时进行自动定向、自动定深/高和自动定速控制，从而实现潜水器长距离航行时全自动航行控制功能，有效减少试航员的驾驶强度。为了保证潜水器安全可靠运行，控制系统具有较强的多传感器信息融合功能，充分利用安装的多种传感器实现潜水器的冗余控制，通过采集载人潜水器操作面板的操作指令及各种传感器的信息，进行分析和判断，输出指令控制各种执行机构，使潜水器完成各种动作。综合信息显控系统通过对采集的信息进行数据分类、存储并在人机界面上进行显示，给试航员和指挥员提供决策参考，方便驾驶潜水器和指挥潜水器的作业。数据分析后处理系统具有对存储的历史数据进行全面的数据分析和汇总等功能。此外，控制系统软硬件的各种功能、控制策略需要通过半物理仿真平台验证后才投入潜水器应用，以确保系统的稳定性和可靠性。
控制系统在1000米、3000米和5000米等级别的海试结果表明，“蛟龙”号控制系统在全自动航行控制策略、数据后处理和半物理仿真验证等方面取得了重大技术突破。
(1)为了减轻试航员远距离航行寻找目标的劳动强度，潜水器控制系统具备自动定深、自动定向和定速航行功能，潜水器在多个潜次长距离的航行试验中真正地实现了全自动驾驶。
(2)数据分析平台提供了网络版数据分析平台与单机版数据分析平台两个版本。该平台为现场海上试验提供了曲线分析显示、报警信息汇总、操作信息汇总、数据下载等功能，为分析潜水器系统各项功能和性能指标提供了有力工具。
(3)半物理仿真平台是一套控制系统在回路的实时仿真系统，它本身就相当于一套虚拟的载人潜水器系统，因此，控制系统软件可以在此平台进行调试和验证，通过验证后可直接下载到实际的载人潜水器控制系统中。因此，半物理仿真验证平台可以降低载人潜水器的运行成本和相应的风险，同时该平台还可以对试航员进行全真培训，极大的提高了试航员的操作水平和熟练程度。
控制系统的6项考核指标：计算机推力分配的手操航行控制、不通过计算机推力分配的手操航行控制、自动定高、自动定向、自动定深及悬停就位，在1000米和3000米海试中其功能和性能全部通过验收，各项功能和性能指标均达到合同规定的要求，在5000米海试中这6项指标又得到功能复核，充分保证了潜水器每次下潜运动控制的灵活性和机动性。
控制系统的突出贡献：（1）在1000米、3000米和5000米海试中做到了无故障运行，有利的保证了3次海试的顺利进行；（2）强大信息采集及处理能力，有利的保证了指挥人员、试航员对潜水器的状态充分掌握，使得指挥人员及试航员能够做出正确的判断，保证了指挥、决策的正确性；（3）硬件及软件的互锁保护功能，保障了潜水器设备及人员的安全；（4）半物理仿真平台不但可以事先验证潜水器的多数功能，减少潜水器下潜成本，提高潜水器的下潜质量，而且还可以利用仿真平台对试航员进行下培训，使试航员在实际下潜中更为熟练的操作潜水器。（5）数据分析平台为海试的指挥人员、下潜人员和工程技术人员提供非常详实的操作记录及各种数据信息，满足不同人员的各种需求。（6）蛟龙号水面监控系统为海试现场直播报道提供了直观、全面、详实的海试现场信息，使民众及时全面了解潜水器下潜试验进展情况。
