Manipulator se uglavnom sastoji od tri dijela: aktuatora, pogonskog mehanizma i upravljačkog sistema. Ruka je komponenta koja se koristi za hvatanje radnog predmeta (ili alata). Postoje različiti strukturni oblici prema obliku, veličini, težini, materijalu i zahtjevima za rad zahvaćenog predmeta, kao što su tip stezanja, tip držanja i tip adsorpcije. Mehanizam pokreta omogućava ruci da izvrši različite rotacije (zamahe), pokrete ili složene pokrete kako bi se postigla zadana radnja i promijenila pozicija i držanje zahvaćenog predmeta. Nezavisni načini kretanja mehanizma kretanja, kao što su podizanje, uvlačenje i rotiranje, nazivaju se stupnjevima slobode manipulatora. Za hvatanje predmeta u bilo kojoj poziciji i orijentaciji u prostoru potrebno je 6 stupnjeva slobode. Stepen slobode je ključni parametar dizajna manipulatora. Što je više stupnjeva slobode, veća je fleksibilnost manipulatora, šira je svestranost i složenija je njegova struktura. Generalno, specijalni manipulator ima 2 do 3 stepena slobode. Upravljački sistem dovršava određene radnje kontrolisanjem motora svakog stepena slobode manipulatora. Istovremeno, on prima informacije koje vraća senzor kako bi formirao stabilnu kontrolu zatvorene petlje. Jezgro kontrolnog sistema obično se sastoji od mikrokontrolera kao što je mikroračunar sa jednim čipom ili DSP, a željena funkcija se ostvaruje programiranjem.
