Les approches ensemblistes concernent essentiellement l'étude de méthodes permettant de manipuler directement des sous ensembles de . L'ensemble résultat d'une opération est l'ensemble de toutes les valeurs possibles que peut prendre le résultat.
Les ensembles sont le plus souvent caractérisés par leurs bornes ; que ce soit des ellipsoïdes, des pavés, des parallélotopes, des polytopes ou des domaines plus complexes. Selon la complexité des représentations utilisées, un ensemble quelconque de valeurs peut être décrit de façon exacte, ou encadré par un sur-ensemble et un sous-ensemble de structure plus simple.
Les progrès combinés de l'algorithmique et de la vitesse de calcul des ordinateurs permettent d'envisager un certain nombre d'applications de ces approches, et en particulier en Automatique, dans les domaines tels que l'analyse de stabilité, l'estimation, la synthèse de loi de commande, la validation des systèmes de commande, la sûreté de fonctionnement, le diagnostic, les systèmes dynamiques hybrides…
