در واقع LQG از یک کنترل‌کننده بهینه LQR و یک فیلتر کالمن تشکیل شده است که فیلتر کالمن از خروجیهای سیستم تخمین حالتها را در هر لحظه محاسبه کرده و در اختیار کنترل‌کننده LQR قرار می‌دهد.