입력에 비례하는 크기의 출력을 내는 제어 동작을 말한다. 아래 그림에 그 입출력 관계가 나타나 있으며 제어 동작은 다음 식으로 표시된다.

 Y:출력(조작량), e:입력(편차), Kp는 비례 게인(proportional gain)이며 입력 변화에 대한 출력 변화의 비이다. 또한, 100/Kp=P[%]을 비례대(proportional band)라고 하는데, 이는 아래 그림에 나타난 바와 같이 출력이 0%～100% 변화하는 데 필요한 입력의 변화폭[%]을 나타낸다. 비례동작에서는 특성상 오프셋(offset)이 발생한다. 이 오프셋은 비례대를 작게 함으로써 감소시킬 수는 있지만 지나치게 비례대를 줄이면 헌팅(hunting)이 일어난다