Με βάση τη μηχανική τους δομή και τα χαρακτηριστικά κίνησης, τα βιομηχανικά ρομπότ μπορούν να ταξινομηθούν ευρέως σε τρεις κατηγορίες: σειριακά, παράλληλα και υβριδικά σειριακά-παράλληλα ρομπότ. Διαφορετικοί τύποι βιομηχανικών ρομπότ έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά όσον αφορά τον χώρο εργασίας, τις μεθόδους κίνησης και τα εφαρμόσιμα σενάρια.
Οι σειρικοί μηχανισμοί είναι μηχανισμοί ανοιχτής αλυσίδας που αποτελούνται από συνδέσμους και ενώσεις που συνδέονται διαδοχικά από τη βάση. Τα τυπικά σειριακά ρομπότ περιλαμβάνουν τα ρομπότ συντεταγμένων και τα αρθρωτά ρομπότ. Τα ρομπότ συντεταγμένων ορίζουν τον χώρο εργασίας τους μέσω ενός συνδυασμού γραμμικών και περιστροφικών αξόνων, κατάλληλων για ακριβείς λειτουργίες κατά μήκος σταθερών μονοπατιών. ενώ τα αρθρωτά ρομπότ επιτυγχάνουν μεγάλο-βεληνεκές και πολύπλοκες λειτουργίες τροχιάς μέσω της ευέλικτης κίνησης πολλαπλών αρθρώσεων, καθιστώντας τα πιο κατάλληλα για εργασίες που απαιτούν υψηλή ευελιξία και πολλαπλούς βαθμούς ελευθερίας.
Οι παράλληλοι μηχανισμοί είναι μηχανισμοί κλειστού-βρόχου όπου μια κινούμενη πλατφόρμα και μια σταθερή πλατφόρμα συνδέονται με τουλάχιστον δύο ανεξάρτητες κινηματικές αλυσίδες και κινούνται παράλληλα. Στα τυπικά παράλληλα ρομπότ περιλαμβάνονται τα ρομπότ Delta, τα ρομπότ Stewart και πέντε-ρομπότ ράβδων. Τα παράλληλα ρομπότ έχουν πιο πολύπλοκη συνολική δομή από τα σειριακά ρομπότ, με τα ρομπότ Delta να είναι τα πιο κοινά σε βιομηχανικές εφαρμογές.
Τα υβριδικά σειριακά-παράλληλα ρομπότ συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα τόσο των σειριακών όσο και των παράλληλων ρομπότ. Συνδυάζουν οργανικά το μεγάλο εύρος κίνησης των σειριακών μηχανισμών με την υψηλή ακρίβεια και ακαμψία των παράλληλων μηχανισμών, επιτυγχάνοντας υψηλή ευελιξία, υψηλή ακρίβεια και μεγάλη χωρητικότητα φορτίου σε τρισδιάστατο- χώρο.
Διαφορετικοί δομικοί τύποι βιομηχανικών ρομπότ έχουν διαφορετική εστίαση στη βιομηχανική παραγωγή. Σε πρακτικές εφαρμογές, ο κατάλληλος τύπος επιλέγεται συνήθως με βάση τα χαρακτηριστικά της εργασίας, τη χωροταξική διάταξη και τις απαιτήσεις διαδικασίας για να μεγιστοποιηθούν τα πλεονεκτήματα απόδοσης και σταθερότητας των βιομηχανικών ρομπότ στην αυτοματοποιημένη παραγωγή.
