O advento dos controladores eletrônicos nas máquinas de café expresso a partir da década de 1980 abriu caminho para um controle muito mais preciso e complexo das máquinas de café expresso. A maioria das máquinas hoje ainda usa controles bastante simples e parecem superficialmente semelhantes às máquinas projetadas na década de 1980. A eletrônica que os controla, no entanto, tornou-se cada vez mais sofisticada, permitindo um controle preciso de parâmetros como temperatura, pressão e vazão que antes dependiam de controladores mecânicos.
Um interruptor de mercúrio. Antes do desenvolvimento dos controladores eletrônicos, dispositivos eletromecânicos como esse eram usados para controlar as funções das máquinas. Neste caso, a chave é acionada ao ser inclinada, fazendo com que o mercúrio toque em ambos os contatos e complete o circuito.
Os microprocessadores modernos podem até permitir que um fabricante de máquinas dispense totalmente as peças de uma máquina que antes eram consideradas essenciais - como uma caldeira ou o grande massa térmica de latão em uma cabeça de grupo. Isso permite que sejam construídas máquinas com aparência e funcionamento muito diferentes das máquinas de café expresso tradicionais.
A unidade de controle de qualquer máquina de café expresso controlada eletronicamente é construída em torno de um pequeno computador de bordo - um microcontrolador ou microprocessador que coleta as informações de várias entradas, como temperatura, pressão, nível de enchimento de água, além de controlar qual botão foi pressionado e quando. A unidade de controle então emite instruções para as partes mecânicas da máquina (por exemplo, operação da bomba, válvulas solenóides ou elementos de aquecimento).
A unidade de controle pode permitir um controle mais complexo da máquina de café expresso – por exemplo, variando a pressão fornecida ao grupo. Uma patente de 1988 descreve o uso de um microprocessador para controlar as válvulas de infusão e a bomba de uma máquina de café expresso separadamente, para permitir a pré-infusão programável de baixa pressão (Rorato 1988).
Dependendo do chip, o software de controle pode estar permanentemente integrado ao hardware, ou pode ser possível que os baristas utilizem procedimentos especiais para atualizá-lo ou reprogramá-lo. O software que está intimamente ligado ao hardware e não pode ser facilmente reprogramado é conhecido como firmware.