Na temelju njihove mehaničke strukture i karakteristika kretanja, industrijski roboti mogu se općenito klasificirati u tri kategorije: serijski, paralelni i hibridni serijski-paralelni roboti. Različite vrste industrijskih robota imaju različite karakteristike u smislu radnog prostora, metoda kretanja i primjenjivih scenarija.
Serijski mehanizam je otvoreni-lančani mehanizam koji se sastoji od karika i zglobova povezanih sekvencijalno od baze. Tipični serijski roboti uključuju koordinatne robote i zglobne robote. Koordinatni roboti definiraju svoj radni prostor kombinacijom linearnih i rotacijskih osi, prikladnih za precizne operacije duž fiksnih putanja; dok zglobni roboti postižu veliki-domet i složene operacije putanje kroz fleksibilno kretanje višestrukih zglobova, što ih čini prikladnijima za zadatke koji zahtijevaju visoku fleksibilnost i više stupnjeva slobode.
Paralelni mehanizam je zatvoren-lančani mehanizam gdje su pokretna platforma i nepokretna platforma povezane s najmanje dva neovisna kinematička lanca, pokrećući jedan drugoga paralelno. Tipični paralelni roboti uključuju Delta robote, Stewartove robote i pet-robote s prečkama. Paralelni roboti imaju složeniju ukupnu strukturu od serijskih robota, a Delta roboti su najčešći u industrijskim primjenama. Osim toga, dobro su-poznati Stewart roboti i roboti s pet-prečica. Ovi paralelni roboti, zbog svoje jedinstvene strukture, pokazuju jedinstvene prednosti u zadacima koji zahtijevaju visoku preciznost i veliku brzinu, kao što je precizno sastavljanje, brzo razvrstavanje i simulacija okruženja za-teške uvjete.
Serijski-Paralelni hibridni roboti su roboti koji kombiniraju prednosti serijskih i paralelnih robota. Oni organski kombiniraju široki raspon kretanja serijskih mehanizama s visokom preciznošću i krutošću paralelnih mehanizama, postižući visoku fleksibilnost, visoku preciznost i veliku nosivost u tro-dimenzionalnom prostoru. Ovi roboti nemaju specifičan strukturni oblik; postojeći serijski-paralelni hibridni roboti obično koriste paralelni mehanizam kao bazu za pružanje stabilnih i točnih mogućnosti pozicioniranja, dok serijski mehanizam djeluje kao proširenje za poboljšanje pristupačnosti i mogućnosti izbjegavanja prepreka pomoćnog krajnjeg efektora. Pokazuju izvrsne performanse u raznim poljima kao što je precizna montaža, strojna obrada dijelova, medicinska kirurška pomoć i rukovanje materijalima, te su prikladni za složene zadatke kretanja.
Općenito, industrijski roboti različitih strukturnih tipova imaju različite fokuse u industrijskoj proizvodnji. U praktičnim primjenama obično se razumno odabiru prema karakteristikama zadatka, prostornom rasporedu i zahtjevima procesa kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti učinkovitosti i stabilnosti industrijskih robota u automatiziranoj proizvodnji.
