Manipulatorn består huvudsakligen av tre delar: ställdonet, drivmekanismen och styrsystemet. Handen är en komponent som används för att greppa arbetsstycket (eller verktyget). Det finns olika strukturella former beroende på form, storlek, vikt, material och funktionskrav för det gripna föremålet, såsom klämtyp, hålltyp och adsorptionstyp. Rörelsemekanismen gör det möjligt för handen att utföra olika rotationer (svängningar), rörelser eller sammansatta rörelser för att uppnå de specificerade åtgärderna och ändra positionen och hållningen för det gripna föremålet. Rörelsemekanismens oberoende rörelselägen, såsom lyftning, indragning och rotation, kallas manipulatorns frihetsgrader. För att kunna greppa föremål i valfri position och orientering i rymden krävs 6 frihetsgrader. Frihetsgraden är nyckelparametern för manipulatordesignen. Ju fler frihetsgrader, desto större flexibilitet har manipulatorn, desto bredare mångsidighet och desto mer komplex struktur. I allmänhet har en speciell manipulator 2 till 3 frihetsgrader. Styrsystemet slutför specifika åtgärder genom att styra motorn för varje frihetsgrad för manipulatorn. Samtidigt tar den emot information som matas tillbaka av sensorn för att bilda en stabil kontroll med sluten slinga. Kärnan i styrsystemet är vanligtvis sammansatt av en mikrokontroller såsom en enchips mikrodator eller en dsp, och den önskade funktionen realiseras genom att programmera den.
