水平多關節機械手臂一般有三個主自由度，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。
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，而只需其中的一個或幾個自由度。直角坐標系機械手臂可以由單軸機械手臂組合而成。單軸機械手臂作為一個組件在工業中應用廣泛。單軸機械手臂的組件化大大降低了工業設計的成本，因專業製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。
3、作用
手臂一般有3個運動:伸縮、旋轉和升降。實現旋轉、升降運動是由橫臂和產柱去完成。手臂的基本作用是將手爪移動到所需位置和承受爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等。
4、組成
手臂由以下幾部分組成:
(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向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、導向杆、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，一般也都裝在手臂上。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。