水平多關節機械手臂壹般有三個主自由度，Z1轉動，Z2轉動，Z移動。通過在執行終端加裝X轉動，Y轉動可以到達空間內的任何坐標點。
直角坐標系機械手臂有三個主自由度。X移動，Y移動，Z移動組成，通過在執行終端加裝X轉動，Y轉動，Z轉動可以到達空間內的任何坐標點。
右圖即為常見的構造形式之壹，對於工業應用來說，有時並不需要機械手臂具有完整的六個自由度，而只需其中的壹個或幾個自由度。直角坐標系機械手臂可以由單軸機械手臂組合而成。單軸機械手臂作為壹個組件在工業中應用廣泛。下圖為單軸機械手臂。單軸機械手臂的組件化大大降低了工業設計的成本，因專業制造商擁有良好的質量保證和批量生產的優勢，使用組件比自行設計機械手臂更具優勢。常見的直交機械手組合有懸臂式，龍門式，直立式，橫立式等樣式。
對於半導體制造應用來說，常用的機械手臂是用來搬送晶片，比如下圖雙臂型的機械手