工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统及智能系统部分组成。
执行机构：是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为开式空间连杆机构。
驱动-传动机构：由驱动器和传动机构组成。传动有机械式、电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺服电机、液压马达和液压缸等。
控制系统：一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时要完成编程、示教/再现以及和其它环境状况(传感器信号)、工艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调工作。而后者是控制各关节驱动器使各杆能按预定运动规律运动。
智能系统：则由感知系统和分析决策系统组成，它分别由传感器及软件来实现。
工业机器人的机械结构部分称为操作机。它由机座、腰部、大臂、小臂、腕部及手部组成。即由手臂机构和手腕机构组成。手臂机构一般为2～3个自由度，要求可实现回转、仰俯、升降或伸缩三种运动形式。手臂机构设计时，先要确定其结构型式和尺寸，还需考虑各种构件的重量对其运动速度、精度及刚度的影响。
基准服务机器人设计团队在工业设计上的研究，涉及外观设计、人机交互、色彩应用等。例如老人护理型机器人的应用，因老年人的活动机能降低，需要借助于护理机器人延展其人体功能，能自助参与一些有限的社会活动，能借助机器人进行保健康复，不仅能提高老人的生活质量，同时也能降低家人与护理人员的工作量。
串联机器人其串联式结构是一个开放的运动链，其所有运动杆并没有形成一个封闭的结构链。串联机器人的工作空间大，运动分析比较容易可以避免驱动轴之间的耦合效应。但其机构各轴必须要独立控制，并且需要搭配编码器和传感器来提高机构运动时的度。