機器人由六個子系統三部分組成。三部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個子系統是驅動系統、機械結構系統、感覺系統、機器人環境交換系統、人機交換系統和控制系統。
驅動系統，為了使機器人運行，每個關節都需要放置傳動裝置，即每個運動自由度。這就是驅動系統。驅動系統可以是液壓傳動、氣壓傳動、電動傳動，也可以是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機械傳動直接驅動或間接傳動。
工業機器人的機械結構系統由底座、手臂和終端操作員組成，每個大部件都有幾個自由機械系統。如果底座不行走，則構成行走機器人；如果底座不行走和彎曲，則構成單機器人臂。手臂通常由上臂、下臂和手腕組成。終端操作器是直接安裝在手腕上的重要組成部分。它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是噴漆槍、焊具等操作工具。
感覺系統由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，以獲取內外環境中有意義的信息。智能傳感器的使用提高了機器人的機動性、適應性和智能化的水準。人類的感覺系統對外部世界信息的感知非常靈巧，但對于一些特殊的信息，傳感器比人類的感覺系統更有效。
機器人一環境交換系統是現代工業機器人雨外環境中的設備交換系統。工業機器人與外部設備集成為一個功能單元，如加工單元、焊接單元、裝配單元等。當然，多臺機器人、多臺機床或設備、多個零件存儲裝置也可以集成為執行復雜任務的功能單元。
人工交換系統是操作人員控制和聯系機器人的裝置，如標準終端、指令控制臺、信息顯示板、危險信號報警器等。該系統可分為指令給定裝置和信息顯示裝置兩類。
控制系統的任務是根據機器人的操作指令程序和傳感器反饋的信號控制機器人的執行來完成規定的運動和功能。若工業機器人無信息反饋特征，則為開環控制系統；若具有信息反饋特征，則為閉環控制系統。控制系統可分為程序控制系統、適應性控制系統和人工智能控制系統。控制系統可分為點位控制和軌跡控制。