機械手臂根據結構形式的不同分為多關節機械手臂，直角坐標系機械手臂，球坐標系機械手臂，極坐標機械手臂，柱坐標機械手臂等。右圖為常見的六自由度機械手臂。他有X移動，Y移動，Z移動，X轉動，Y轉動，Z轉動六個自由度組成。
機械手臂的組成結構
（1）運動元件。如油缸、氣缸、齒條、凸輪等是驅動手臂運動的部件。
（2）導向裝置。是保證手臂的正確方面及承受由於工件的重量所產生的彎曲和扭轉的力矩。
（3）手臂。起著連接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如油缸、導向桿、控制件等都安裝在手臂上。
此外，根據機械手運動和工作的要求，如管路、冷卻裝置、行程定位裝置和自動檢測裝置等，壹般也都裝在手臂上。所以手臂的結構、工作範圍、承載能力和動作精度都直接影響機械手的工作性能。
機械手臂的工程應用
大腦控制手臂
該機械臂由用戶的頭腦完全控制，靈巧到足以拿起壹個玻璃杯，在沒有其他人幫助的情況下喝掉壹杯飲料。這個機械臂的創造者壹個研究小組，成員來自於加州理工學院等機構，其中，神經芯片被植入Sorto的大腦後頂葉皮層（PPC）。
該機器臂控制芯片植入位置與之前其他癱瘓用戶控制機械臂的植入位置不同，通常情況下，這種控制芯片植入位置是控制肌肉的大腦區域，而PPC是控制我們行動意圖的區域，移動，並讓ErikSorto控制的機械臂更加流暢和自然地運動。ErikSorto要做的就是思考他打算做什麽，並通過大量的練習，能夠使機械臂進行他正在考慮的任務。
橡膠機器手臂
科學家已經研制出了橡膠機器手臂，可以抓起螞蟻而不是捏死。目前這種機械手臂還處於研發階段，科學家把電線浸入液體矽橡膠中，待凝固後抽出電線，得到壹個長5-8mm，頭發絲細的觸手。觸手內部分為許多小格子，通過壓縮空氣流動來做出各種動作，可以毫無傷害的握起螞蟻的腰部。
科學家認為這種觸手將來會大有用武之地，當然不是抓螞蟻玩兒，而是進行諸如精密的心臟及胚胎血管手術。