大中型耐高温PLC通常采用模块化设计。模块化PLC通过类似拼积木的方式来构建系统，其由机架和各类模块组成。模块插入到机架上的插槽中，这些插槽则焊接在机架的总线连接板上。有些厂家将机架称为基板。PLC制造商提供不同槽位的机架供用户选择。如果单个机架无法容纳所需的模块，可以增加一个或多个扩展机架，各个机架之间通过I/O扩展电缆连接，有些PLC还需要通过接口模块来实现机架之间的连接。
用户可以选择不同等级的CPU模块、各种类型的I/O模块以及专用功能模块，这使得硬件配置具有较大的灵活性，并且在维修时更换模块也非常便利。
某些模块化耐高温PLC没有机架，各个模块安装在铝制导轨上，相邻模块通过位于模块底部的U形总线连接器进行连接。