Manipülatör esas olarak üç parçadan oluşur: aktüatör, tahrik mekanizması ve kontrol sistemi. El, iş parçasını (veya aleti) kavramak için kullanılan bir bileşendir. Kavranan nesnenin şekline, boyutuna, ağırlığına, malzemesine ve çalışma gereksinimlerine göre sıkıştırma tipi, tutma tipi ve adsorpsiyon tipi gibi çeşitli yapısal formlar vardır. Hareket mekanizması, elin belirtilen eylemleri gerçekleştirmek ve kavranan nesnenin konumunu ve duruşunu değiştirmek için çeşitli dönüşleri (salınımları), hareketleri veya bileşik hareketleri tamamlamasını sağlar. Kaldırma, geri çekme ve döndürme gibi hareket mekanizmasının bağımsız hareket modlarına manipülatörün serbestlik derecesi denir. Nesneleri uzayda herhangi bir konum ve yönelimde kavramak için 6 serbestlik derecesi gerekir. Serbestlik derecesi, manipülatör tasarımının temel parametresidir. Serbestlik derecesi ne kadar fazlaysa manipülatörün esnekliği o kadar büyük, çok yönlülüğü o kadar geniş ve yapısı o kadar karmaşıktır. Genellikle, özel bir manipülatörün 2 ila 3 serbestlik derecesi vardır. Kontrol sistemi, manipülatörün her serbestlik derecesinin motorunu kontrol ederek belirli eylemleri tamamlar. Aynı zamanda, sensör tarafından geri beslenen bilgileri alarak kararlı bir kapalı devre kontrolü oluşturur. Kontrol sisteminin çekirdeği genellikle tek çipli bir mikro bilgisayar veya bir dsp gibi bir mikro denetleyiciden oluşur ve istenen işlev programlanarak gerçekleştirilir.
