FlexRayコントローラーは全ての通信タスクからホストのタスクを軽減する。FlexRayコントローラーはいわゆるCHI(Controller Host Interface)を経由しホストに接続される。 オンボードのCHIは送受信メッセージ用のユーザー構成可能なバッファーになる。 受信メッセージのバッファーは受諾フィルターを備えている。ステータスと制御レジスタはCHIに収容されている。

FlexRayコントローラーの重要な部分はプロトコルエンジンとして表現される。これはいくつかの通信コンポーネントで構成されている。 バスアクセス用のMedia Access Control(MAC)。 コーディングコンポーネントはMACから得られたバイトのコーディング処理を行う。デコーディングコンポーネントはFlexRayトランシーバーが受信した論理ビットストリームのデコードを処理する。

FlexRayクラスターが基になり送信エラーのために受信メッセージをチェックしている時にFrame and Symbol Processing(FSP)コンポーネントが通信サイクルの適合をチェックしている。 クロック同期プロセスコンポーネントはFlexRayノードの同期用に用意されている。ウェイクアップとスタートアップコンポーネントはウェイクアップとスタートアップを処理する。

FlexRayコントローラーは通信の進捗状況に応じて8つの異なる状態に入る事が出来る。 各コントローラーの状態は非常に特定の通信コンポーネントがアクティブになっている特定通信固有の活動によって特徴付けられる。通信コンポーネントのProtocol Operation Control(POC)はコントローラーの状態遷移を担当している。