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。
自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的开合自由度，在三维空间中描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度，位置操作需要3个自由度（腰 肩 肘）姿态操作需要3个自由度（俯仰 偏航 侧滚）。但是工业机器人的自由度，但是工业机器人的自由度是根据其用途而设计的可能小于6个自由度，也可能大于6个自由度。
随着时代科技的快速发展，智能化机器人设计取得了重大突破，智能机器人不再属于科幻世界，未来将会有越来越多的智能机器人走进人们的现实生活。作为机器人进入人类日常生活、采取面向公众工作的新创作品，机器人设计师们一直不厌其烦地给它们的身体赋予线条以及不具威胁的外貌特征。
坐标机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。坐标机器人采用运动控制系统实现对其的驱动及编程控制，直线、曲线等运动轨迹的生成为多点插补方式，操作及编程方式为引导示教编程方式或坐标定位方式。