高速公路机电系统主要包括“三大系统”和“隧道机电系统”。其中“三大系统”包括：监控系统（收费站及道路监控）、收费系统、通信系统；“隧道机电系统”一般包括隧道监控系统、隧道通风照明系统、隧道供配电系统及隧道火灾报警系统等。
监控系统——高速公路监控系统从管理层次一般分为外场设备、监控站（或隧道管理站）、监控分中心以及监控总中心。外场设备按物理环境分为一般路段设备和隧道内设施。一般路段设备包括车辆检测器、气象检测器、信息发布屏和遥控摄像机等。隧道内设施一般分为环境检测系统、交通控制子系统、火灾检测报警子系统、隧道通风控制子系统、隧道照明控制子系统、有线广播子系统以及本地控制子系统等。
收费系统——从管理层次一般分为收费站、收费分中心和收费总中心。高速公路收费站一般由收费站监控室计算机网络系统、收费车道计算机控制系统、视频监控系统、对讲系统以及报警系统等部分组成。部分收费站并设置部分ETC等先进自动收费设备。收费分中心、收费总中心根据功能和要求的不同，一般由网络数据/服务器和若干个工作站组成。
通信系统——基于高速公路监控系统和收费系统的业务需求，通信系统一般也分为通信站、通信分中心、通信总中心几个层次。高速公路通信系统主要由光纤数字传输系统、数字程控交换机系统等几部分构成。通过通信系统把监控系统、收费等系统的业务需求（数据、语音和图像信息）逐级（站、分中心、总中心）进行连接，实现高速公路各管理部门之间信息的畅通，保障高速公路安全、舒适、快捷、高效的运营。