L'avènement des contrôleurs électroniques dans les machines à expresso à partir des années 1980 a ouvert la voie à un contrôle beaucoup plus précis et complexe des machines à expresso. La majorité des machines d’aujourd’hui utilisent encore des commandes assez simples et ressemblent superficiellement aux machines conçues dans les années 1980. L'électronique qui les contrôle est cependant devenue de plus en plus sophistiquée, permettant un contrôle précis de paramètres tels que la température, la pression et le débit, qui reposaient auparavant sur des contrôleurs mécaniques.
Un interrupteur au mercure. Avant le développement des contrôleurs électroniques, des dispositifs électromécaniques comme celui-ci étaient utilisés pour contrôler les fonctions des machines. Dans ce cas, l'interrupteur est activé lorsqu'il est incliné, ce qui fait que le mercure touche les deux contacts et complète le circuit.
Les microprocesseurs modernes peuvent même permettre à un fabricant de machines de se passer entièrement de pièces d'une machine qui étaient auparavant considérées comme essentielles, comme une chaudière ou un grand masse thermique de laiton dans une tête de groupe. Cela permet de construire des machines dont l’apparence et le fonctionnement sont très différents des machines à expresso traditionnelles.
L'unité de commande de toute machine à expresso à commande électronique est construite autour d'un petit ordinateur de bord - un microcontrôleur ou un microprocesseur qui collecte les informations des différentes entrées telles que la température, la pression, le niveau de remplissage d'eau, ainsi que le suivi du bouton qui a été enfoncé et quand. L'unité de contrôle donne alors des instructions aux parties mécaniques de la machine en conséquence (par exemple fonctionnement de la pompe, des électrovannes ou des éléments chauffants).
L'unité de commande peut permettre un contrôle plus complexe de la machine à expresso, par exemple en faisant varier la pression délivrée au groupe. Un brevet de 1988 décrit l'utilisation d'un microprocesseur pour contrôler séparément les vannes d'infusion et la pompe d'une machine à expresso, afin de permettre une préinfusion programmable à basse pression (Rorato 1988).
En fonction de la puce, le logiciel de contrôle peut être intégré de manière permanente au matériel, ou les baristas peuvent utiliser des procédures spéciales pour le mettre à jour ou le reprogrammer. Les logiciels étroitement liés au matériel et qui ne peuvent pas être facilement reprogrammés sont appelés micrologiciel.