機器人是在科研、生活或工業生產中用來代替人工作的機械裝置，機器人一般由執行機構、驅動裝置、檢測裝置、控制系統等組成：
1）執行機構。即機器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機構，其中的運動副常稱為關節，關節個數通常即為機器人的自由度數。根據關節配置型式和運動坐標形式的不同，機器人執行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節坐標式等類型。出于擬人化的考慮，常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部和行走部等。
2）驅動裝置。是驅使執行機構運動的機構，按照控制系統發出的指令信號，借助于動力元件使機器人進行動作。它輸入的是電信號，輸出的是線、角位移量。機器人使用的驅動裝置主要是電力驅動裝置，如步進電機、伺服電機等，也有采用液壓、氣動等驅動裝置的。
3）檢測裝置。檢測裝置實時檢測機器人的運動及工作情況，根據需要反饋給控制系統，與設定信息進行比較后，對執行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求。作為檢測裝置的傳感器大致可以分為兩類：
內部信息傳感器，用于檢測機器人各部分的內部狀況，如各關節的位置、速度、加速度等，并將所測得的信息作為反饋信號送至控制器，形成閉環控制。
外部信息傳感器，用于獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息，以使機器人的動作能適應外界情況的變化，使之達到更高層次的自動化，甚至使機器人具有某種“感覺”，向智能化發展，例如視覺、聲覺等外部傳感器給出工作對象、工作環境的有關信息，利用這些信息構成一個大的反饋回路，將大大提高機器人的工作精度。
4）控制系統。控制系統有兩種：
集中式控制，即機器人的全部控制由一臺微型計算機完成。
分散式控制，即采用多臺微機來分擔機器人的控制，若采用上、下兩級微機共同完成機器人的控制時，主機常用于負責系統的管理、通信、運動學和動力學計算，并向下級微機發送指令信息；作為下級從機，各關節分別對應一個CPU，進行插補運算和伺服控制處理，實現給定的運動，并向主機反饋信息。
根據作業任務要求的不同，機器人的控制方式又可分為點位控制、連續軌跡控制和力控制。