ATO系统的功能分为基本控制功能和服务功能。
基本控制功能是自动驾驶、自动折返、车门打开。这三个控制功能相互之间独立地运行。
服务功能包括：列车位置、允许速度、巡航/惰行、PTI支持功能等。
ATO其实是一个大系统，包括车站里安装的地面设备，动车组上安装的车载设备，还有在这些设备之间传递信息的通信系统。
“采用ATO以后，司机只要按一个启动按钮，就可以实现列车从车站自动发车、在站间自动运行、运行时间按计划自动调整、到达车站精确停车、停车后自动开门等功能。”铁科院专家说。
ATO的工作流程是这样的。“地面调度中心制定好行车计划后，通过地面的数据传输网络把计划送到ATO的地面设备，这个设备再通过铁路移动通信网，把计划发送给动车组上的ATO车载设备。”铁科院专家介绍说，ATO车载设备收到计划以后，根据动车组当前的位置，计算出控制动车组运行的控制速度曲线，代替司机自动控制动车组的加速、运行、减速、停车、开车门等等。
ATO结合ATS和ATP子系统完成以下主要功能：完成列车区间运行自动控制、车站站台定位停车控制、车站通过控制、实现自动折返控制、车门开关控制、进行列车运行调整和节能控制。
