Manipulatoren består hovedsageligt af tre dele: aktuatoren, drivmekanismen og styresystemet. Hånden er en komponent, der bruges til at gribe emnet (eller værktøjet). Der er forskellige strukturelle former i henhold til formen, størrelsen, vægten, materiale- og driftskravene for det grebne objekt, såsom klemtype, holdetype og adsorptionstype. Bevægelsesmekanismen gør det muligt for hånden at gennemføre forskellige rotationer (sving), bevægelser eller sammensatte bevægelser for at opnå de specificerede handlinger og ændre positionen og holdningen af den grebne genstand. Bevægelsesmekanismens uafhængige bevægelsestilstande, såsom løft, tilbagetrækning og rotation, kaldes manipulatorens frihedsgrader. For at kunne gribe objekter i enhver position og orientering i rummet kræves 6 frihedsgrader. Graden af frihed er nøgleparameteren i manipulatordesignet. Jo flere frihedsgrader, jo større fleksibilitet er manipulatoren, jo bredere er alsidigheden og jo mere kompleks struktur. Generelt har en speciel manipulator 2 til 3 frihedsgrader. Kontrolsystemet fuldfører specifikke handlinger ved at styre motoren for hver frihedsgrad af manipulatoren. Samtidig modtager den information tilbageført af sensoren for at danne en stabil lukket kredsløbskontrol. Kernen i styresystemet er normalt sammensat af en mikrocontroller såsom en enkelt-chip mikrocomputer eller en dsp, og den ønskede funktion realiseres ved at programmere den.
