L'avvento dei controller elettronici nelle macchine da caffè espresso dagli anni '80 in poi ha aperto la strada a un controllo molto più preciso e complesso delle macchine da caffè espresso. La maggior parte delle macchine oggi utilizza ancora controlli abbastanza semplici e sembrano superficialmente simili alle macchine progettate negli anni '80. L'elettronica che li controlla, tuttavia, è diventata sempre più sofisticata, consentendo un controllo preciso su parametri come temperatura, pressione e flusso che in precedenza si basavano su controller meccanici.
Un interruttore al mercurio. Prima dello sviluppo dei controllori elettronici, dispositivi elettromeccanici come questo venivano utilizzati per controllare le funzioni delle macchine. In questo caso, l'interruttore viene attivato quando è inclinato, facendo sì che il mercurio tocchi entrambi i contatti e completi il circuito.
I moderni microprocessori possono persino consentire a un produttore di macchine di fare completamente a meno di parti di una macchina che in precedenza erano considerate essenziali, come una caldaia o il grande massa termica di ottone in una testa di gruppo. Ciò consente di costruire macchine che hanno un aspetto e un funzionamento molto diversi dalle macchine per caffè espresso tradizionali.
L'unità di controllo di qualsiasi macchina per caffè espresso a controllo elettronico è costruita attorno a un piccolo computer di bordo: un microcontrollore o microprocessore che raccoglie le informazioni dai vari input come temperatura, pressione, livello di riempimento dell'acqua, oltre a tenere traccia di quale pulsante è stato premuto e quando. L'unità di controllo impartisce quindi istruzioni alle parti meccaniche della macchina (es. azionare la pompa, le elettrovalvole o le resistenze).
L'unità di controllo può consentire un controllo più complesso della macchina per caffè espresso, ad esempio variando la pressione erogata al gruppo. Un brevetto del 1988 descrive l'uso di un microprocessore per controllare separatamente le valvole di erogazione e la pompa di una macchina per caffè espresso, per consentire la preinfusione programmabile a bassa pressione (Rorato 1988).
A seconda del chip, il software di controllo potrebbe essere integrato in modo permanente nell'hardware oppure i baristi potrebbero utilizzare procedure speciali per aggiornarlo o riprogrammarlo. Il software che è strettamente legato all'hardware e non può essere facilmente riprogrammato è noto come firmware.