Sveiseroboter består hovedsakelig av to deler: selve roboten og sveiseutstyret. Roboten består av robotkroppen og et kontrollskap (maskinvare og programvare). Sveiseutstyr, med lysbuesveising og punktsveising som eksempler, består av en sveisestrømkilde (inkludert kontrollsystemet), en trådmater (for buesveising) og en sveisebrenner (eller klemme). Intelligente roboter bør også ha et sensorsystem, for eksempel laser- eller kamerasensorer og deres kontrollenheter. De siste årene har humanoide sveiseroboter blitt utviklet som et nytt systemdesign. Deres kjerne er konstruksjonen av et "cerebellum" bevegelseskontrollsystem, kombinert med en bionisk kropp og tre undersystemer: utførelse, persepsjon og beslutningstaking-og sveiseekspertise. Målet er å forbedre sveisenøyaktighet og effektivitet og tilpasse seg komplekse industrielle scenarier.
Sveiseroboter produsert over hele verden er for det meste leddroboter, med de aller fleste med seks akser. Aksene 1, 2 og 3 kan flytte endeeffektoren til forskjellige romlige posisjoner, mens aksene 4, 5 og 6 adresserer forskjellige krav til verktøystilling. Den mekaniske strukturen til sveiserobotkroppen har hovedsakelig to former: en parallellogramstruktur og en side-montert (svingende) struktur. Den største fordelen med en sidemontert (svingende) struktur er det store bevegelsesområdet til de øvre og nedre armene, slik at robotens arbeidsområde nesten når størrelsen på en kule. Derfor kan denne typen roboter jobbe opp ned på en ramme, spare gulvplass og forenkle bevegelsen av objekter på bakken. Denne typen sidemontert-robot har imidlertid en utkragende struktur for sin andre og tredje akse, noe som reduserer robotens stivhet. Den er generelt egnet for roboter med mindre belastninger, brukt til buesveising, kutting eller sprøyting. En parallellogramrobots overarm drives av en spak. Spaken og underarmen danner to sider av et parallellogram, derav navnet. Tidlige parallellogramroboter hadde relativt små arbeidsområder (begrenset til fronten av roboten), noe som gjorde opp-ned{20}}operasjon vanskelig. Nye parallellogramroboter (parallelle roboter) utviklet siden slutten av 1980-tallet har imidlertid utvidet arbeidsområdet til toppen, baksiden og bunnen av roboten, uten stivhetsproblemene til sidemonterte-roboter, og har dermed fått stor oppmerksomhet. Denne strukturen er egnet for både lette og tunge roboter. De siste årene har de fleste punktsveiseroboter (lastkapasitet 100-150 kg) tatt i bruk en parallellogramstruktur.
Begge typer roboter beskrevet ovenfor involverer roterende bevegelse på alle akser, og bruker dermed servomotorer drevet av cykloide pinwheel (RV) reduksjonsanordninger (akse 1-3) og harmoniske reduksjonsanordninger (akse 1-6). Før midten av 1980-tallet brukte elektrisk drevne roboter DC-servomotorer, men siden slutten av 1980-tallet har forskjellige land gått over til AC-servomotorer. Fordi AC-motorer er børsteløse og har overlegne dynamiske egenskaper, har nye roboter ikke bare lavere ulykkesfrekvens, men også betydelig økt vedlikeholdsfri tid og raskere akselerasjon/retardasjon. Noen nye lette roboter med lastekapasiteter under 16 kg kan oppnå en maksimal hastighet på verktøysenterpunkt (TCP) som overstiger 3m/s, med nøyaktig posisjonering og minimal vibrasjon. Samtidig har robotkontrollskapet blitt oppgradert til en 32-bits mikrodatamaskin og nye algoritmer, slik at den automatisk kan optimalisere banen, noe som resulterer i en bane som ligner mer på den innlærte banen.
