现代工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分分别是机械部分、控制部分和传感部分。六个子系统分别是驱动系统、机械结构系统、人机交互系统、控制系统、感受(传感)系统、机器人与环境交互系统。三大部分和六个子系统是一个统的整体。
1. 机械部分
机械部分是机器人的血肉组成部分，也称为机器人的本体，主要分为两个子系统：驱动系统、机械结构系统。
(1) 驱动系统。要使机器人运行起来，就需要在各个关节安装传动装置，用以使执行机构产生相应的动作，这就是驱动系统。它的作用是提供机器人各部分、各关节动作的原动力。驱动系统的传动部分可以是液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统，或者是几种系统结合起来的综合传动系统。
(2) 机械结构系统。工业机器人的机械结构主要由三大部分构成：基座、手臂和手部(也叫末端操作器)。每部分具有若干的自由度，构成一个多自由度的机械系统。末端操作器是直接安装在手腕上的一个重要部件， 它可以是多手指的手爪， 也可以是喷漆枪或者焊具等作业工具。
2. 控制部分
控制部分相当于机器人的大脑，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制。控制部分也可以分为两个子系统：人机交互系统和控制系统。
(1)人机交互系统。人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，例如计算机的标准终端、指令控制台、信息显示板、危险信号警报器、示教盒等。简单来说该系统可以分为两大部分:指令给定系统和信息显示装置。
(2)控制系统。控制系统主要是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配执行机构去完成规定的运动和功能。根据控制原理，控制系统可以分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统三种。根据运动形式，控制系统可以分为点位控制系统和轨迹控制系统两大类。
3. 传感部分
传感部分相当于人类的五官，机器人可以通过传感部分来感觉机器人自身和外部环境状况，帮助机器人工作更加精确。这部分主要分为两个子系统：感受(传感)系统和机器人与环境交互系统。
(1) 感受(传感)系统。感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取机器人内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器可以提高机器人的机动性、适应性和智能化的水准。对于一些特殊的信息，传感器的灵敏度甚至可以超越人类的感觉系统。
(2) 机器人与环境交互系统。机器人与环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。也可以是多台机器人、多台机床设备或者多个零件存储装置集成为一个能执行复杂任务的功能单元。
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