工業機器人按照機械結構可分為多關節機器人、平面多關節（SCARA）機器人、并聯機器人、直角坐標機器人、圓柱坐標機器人以及協作機器人。如下圖所示：

多關節機器人（Articulated robots）

多關節機器人是應用較為廣泛的工業機器人類型之一。它的機械結構類似于人的手臂。臂通過扭轉接頭連接到底座。連接臂中連桿的旋轉關節的數量可以從兩個關節到十個關節不等，每個關節提供額外的自由度。接頭可以彼此平行或正交。具有六個自由度的關節機器人是較常用的工業機器人，因為其設計提供了非常大的靈活性。關節機器人的主要優勢為其可高速進行運作和其占地面積非常小。

平面多關節機器人（SCARA robots）

平面多關節（SCARA）機器人具有圓形工作范圍，由兩個平行關節組成，可以在選定的平面上提供適應性。旋轉軸垂直定位，安裝在手臂上的末端執行器水平移動。SCARA機器人專門從事橫向運動，主要用于裝配應用。與圓柱坐標型和笛卡爾機器人相比，SCARA機器人可以更快地移動并且更容易集成。

并聯機器人（Parallel robots）

并聯機器人也被稱為平行連桿機器人，因為它由和公共底座相連的平行關節連桿組成。由于直接控制末端執行器上的每個關節，末端執行器的定位可以通過其手臂輕松控制，從而實現高速操作。并聯機器人有一個圓頂形的工作空間。并聯機器人通常用于快速取放或產品轉移應用。其主要功能有抓取、包裝、碼垛和機床上下料等。

直角坐標機器人（Cartesian, gantry, linear robots）

直角坐標機器人也稱為直線機器人或龍門機器人，具有矩形結構。這些類型的工業機器人具有三個棱柱形關節，通過在其三個垂直軸（X、Y和Z）上滑動來提供線性運動。他們可能還附有手腕以允許旋轉運動。笛卡爾機器人在大多數工業應用中使用，因為它們在配置方面提供了靈活性，使其適合特定的應用需求。笛卡爾機器人可提供高定位精度以及其可承受重型物件。

圓柱坐標機器人（Cylindrical robots）

圓柱坐標型機器人在底座處具有至少一個旋轉關節和至少一個連接連桿的棱柱形關節。這些機器人有一個圓柱形工作空間，帶有一個樞軸和一個可垂直和滑動的可伸縮臂。因此，圓柱形結構的機器人提供垂直和水平線性運動以及繞垂直軸的旋轉運動。手臂末端的緊湊設計使工業機器人能夠在不損失速度和可重復性的情況下到達緊湊的工作范圍。它主要用于拾取、旋轉和放置材料的簡單應用。

協作機器人（Cooperative robot）

協作機器人是旨在在共享空間中與人類互動或在附近安全工作的機器人。與傳統的工業機器人相反，傳統的工業機器人旨在通過與人的接觸隔離來確保安全地自主工作。Cobot的安全性可能取決于輕質的結構材料，倒圓的邊緣以及速度或力的限制。安全也可能需要傳感器和軟件來確保良好的協作行為。協作服務機器人可以執行各種功能，其中包括公共場所的信息機器人；在建筑物中運輸物料的物流機器人，以檢查配備有攝像頭和視覺處理技術的機器人，這些機器人可以在多種應用中使用，例如在安全設施的外圍巡邏。協作型工業機器人可用于自動化重復的，不符合人體工程學的任務-例如，取放重型零件，機器進給和最終組裝。