工业机器人通常由四部分组成:执行器、驱动系统、控制系统和传感系统。
执行器是机器人完成工作任务所依赖的实体，通常由一系列连杆、关节或其他形式的运动副组成。从功能的角度来看，它可以分为手、腕、臂、腰和框架。
工业机器人的驱动系统是为执行系统的部件提供动力的装置，包括两部分:驱动器和传动机构，它们通常与执行机构相连。驱动器通常有电动、液压和气动装置，以及将它们结合起来应用的集成系统。常见的传动机构包括谐波传动、螺旋传动、链传动、皮带传动和各种齿轮传动。
工业机器人的位置控制方法有点位置控制和连续路径控制。其中，点对点控制方法只关心机器人末端执行器的起点和终点，而不关心两点之间的运动轨迹。这种控制方法可以在无障碍条件下完成点焊、装卸、运输等操作。连续路径控制方法不仅要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对运动轨迹也要求一定的精度，如机器人喷漆、弧焊等操作。
传感器系统是机器人的重要组成部分。根据采集信息的位置，一般可分为内部传感器和外部传感器。内部传感器，如位置和速度传感器，是完成机器人运动控制所需要的。它们用于收集机器人的内部信息，是机器人不可缺少的基本部件。
焊接机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。