机器人的机械结构是其实现各种动作和功能的硬件基础，主要包括机身、手臂、关节和末端执行器等部分。机身作为机器人的支撑和承载部件，需要具备足够的强度和稳定性，常见的机身设计有框架式、立柱式和龙门式等。手臂是机器人实现空间运动的关键部件，多关节手臂能够实现复杂的运动轨迹，关节的设计直接影响手臂的灵活性和运动精度.
机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
移动机器人需要具备在不同环境中移动的能力，其结构设计与固定机器人有很大的区别。移动机器人的底盘结构是设计的关键，常见的底盘结构有轮式、履带式和足式等。轮式底盘具有运动速度快、效率高、结构简单等优点，适用于平坦路面的移动，如室内服务机器人和物流搬运机器人。履带式底盘则具有良好的通过性和稳定性，能适应复杂地形，如野外探险机器人和工程抢险机器人。足式底盘模仿动物的行走方式，具有更好的灵活性和适应性，可在崎岖不平的地面行走，但控制难度较大，目前主要应用于科研和特种领域。此外，移动机器人还需要配备合适的驱动系统、转向系统和悬挂系统，以确保其在移动过程中的稳定性和可靠性。
协作机器人强调与人类的协作，其结构设计需要满足、灵活和易用等要求。在方面，协作机器人通常采用柔软的外壳材料和低冲击力的结构设计，以减少对人类的伤害。同时，协作机器人的结构设计要便于操作和编程，一般采用直观的人机交互界面，让非专业人员也能轻松上手。此外，协作机器人还需要配备高精度的传感器，如力传感器、视觉传感器等，以便实时感知周围环境和人类的动作，实现、的协作。