關于狀態機的一個極度確切的描述是它是一個有向圖形，由一組節點和一組相應的轉移函數組成。狀態機通過響應一系列事件而“運行”。每個事件都在屬于“當前” 節點的轉移函數的控制范圍內，其中函數的范圍是節點的一個子集。函數返回“下一個”（也許是同一個）節點。這些節點中至少有一個必須是終態。當到達終態， 狀態機停止。
包含一組狀態集（states）、一個起始狀態（start state）、一組輸入符號集（alphabet）、一個映射輸入符號和當前狀態到下一狀態的轉換函數（transition function）的計算模型。當輸入符號串，模型隨即進入起始狀態。它要改變到新的狀態，依賴于轉換函數。在有限狀態機中，會有有許多變量，例如，狀態機有很多與動作（actions）轉換(Mealy機)或狀態（摩爾機）關聯的動作，多重起始狀態，基于沒有輸入符號的轉換，或者指定符號和狀態（非定有 限狀態機）的多個轉換，指派給接收狀態（識別者）的一個或多個狀態，等等。
傳統應用程序的控制流程基本是順序的：遵循事先設定的邏輯，從頭到尾地執行。很少有事件能改變標準執行流程；而且這些事件主要涉及異常情況。“命令行實用程序”是這種傳統應用程序的典型例子。
另一類應用程序由外部發生的事件來驅動——換言之，事件在應用程序之外生成，無法由應用程序或程序員來控制。具體需要執行的代碼取決于接收到的事件，或者它相對于其他事件的抵達時間。所以，控制流程既不能是順序的，也不能是事先設定好的，因為它要依賴于外部事件。事件驅動的GUI應用程序是這種應用程序的典型例子，它們由命令和選擇（也就是用戶造成的事件）來驅動。
Web應用程序由提交的表單和用戶請求的網頁來驅動，它們也可劃歸到上述類別。但是，GUI應用程序對于接收到的事件仍有一定程度的控制，因為這些事件要依賴于向用戶顯示的窗口和控件，而窗口和控件是由程序員控制的。Web應用 程序則不然，因為一旦用戶采取不在預料之中的操作（比如使用瀏覽器的歷史記錄、手工輸入鏈接以及模擬一次表單提交等等），就很容易打亂設計好的應用程序邏輯。
顯然，必須采取不同的技術來處理這些情況。它能處理任何順序的事件，并能提供有意義的響應——即使這些事件發生的順序和預計的不同。有限狀態機正是為了滿足這方面的要求而設計的。
有限狀態機是一種概念性機器，它能采取某種操作來響應一個外部事件。具體采取的操作不僅能取決于接收到的事件，還能取決于各個事件的相對發生順序。之所以能做到這一點，是因為機器能跟蹤一個內部狀態，它會在收到事件后進行更新。為一個事件而響應的行動不僅取決于事件本身，還取決于機器的內部狀態。另外，采取 的行動還會決定并更新機器的狀態。這樣一來，任何邏輯都可建模成一系列事件/狀態組合。