機械手的手臂運動形式有所不同，一般情況下機械手可以分為:直角坐標式、多關節式、圓柱坐標式、極（球）坐標式四種形式。

1.直角坐標式就是機械手在直角坐標系的三個坐標軸方向作直線移動，即機械手的前后移動、上下升降、左右移動。直角坐標機器人可達到很高的位置精度（μm級）。針對不同的應用場合，對直角坐標機器人有不同的設計要求，比如根據對精度、速度的要求選擇不同的傳動方式，根據特定的工藝要求為末端工作頭選擇不同的夾持設備（夾具、爪手、安裝架等），以及對于示教編程，坐標定位、視覺識別等工作模式的設計選擇等，從而使之能滿足于不同領域、不同工況的應用要求。

2.多關節式一般就是手臂會分為大臂和小臂兩段，大小臂之間由肘關節連接，而大臂與立柱之間又連接成肩關節，再加上手腕與小臂之間的腕關節。但編程和操控必須由供應商通過專業培訓才能完成，而且特殊軟件需要收費。維護和維修完全受制于人，由于品牌互相不兼容，硬件故障必須由供應商或廠家直接提供，非市場通用產品，費用高昂。

3.圓柱坐標式這種就是機械手作前后伸縮、上下升降和在水平面內擺的動作。這種機器人構造比較簡單，精度還可以，常用于搬運作業。其工作空間是一個圓柱狀的空間。

4.極（球）坐標式就是機械手作前后伸縮、上下俯仰和左右擺動的動作。這種機器人結構簡單、成本較低，但精度不很高。主要應用于搬運作業。其工作空間是一個類球形的空間。