Schweißroboter bestehen im Wesentlichen aus zwei Teilen: dem Roboter selbst und der Schweißausrüstung. Der Roboter besteht aus dem Roboterkörper und einem Schaltschrank (Hardware und Software). Schweißgeräte, zum Beispiel Lichtbogenschweißen und Punktschweißen, bestehen aus einer Schweißstromquelle (einschließlich ihres Steuerungssystems), einem Drahtvorschubgerät (zum Lichtbogenschweißen) und einem Schweißbrenner (oder einer Schweißklemme). Intelligente Roboter sollten außerdem über ein Sensorsystem wie Laser- oder Kamerasensoren und deren Steuergeräte verfügen. Als neues Systemkonzept wurden in den letzten Jahren humanoide Schweißroboter entwickelt. Ihr Kern ist die Konstruktion eines „Kleinhirn“-Bewegungskontrollsystems, kombiniert mit einem bionischen Körper und drei Subsystemen: Ausführung, Wahrnehmung und Entscheidungsfindung sowie Schweißkompetenz. Ziel ist es, die Schweißgenauigkeit und -effizienz zu verbessern und sich an komplexe Industrieszenarien anzupassen.
Bei den weltweit produzierten Schweißrobotern handelt es sich meist um Knickarmroboter, die überwiegende Mehrheit verfügt über sechs Achsen. Die Achsen 1, 2 und 3 können den Endeffektor in verschiedene räumliche Positionen bewegen, während die Achsen 4, 5 und 6 unterschiedliche Anforderungen an die Werkzeughaltung erfüllen. Die mechanische Struktur des Schweißroboterkörpers nimmt hauptsächlich zwei Formen an: eine Parallelogrammstruktur und eine seitlich montierte (schwingende) Struktur. Der Hauptvorteil einer seitlich montierten (schwingenden) Struktur ist der große Bewegungsbereich der Ober- und Unterarme, wodurch der Arbeitsbereich des Roboters fast die Größe einer Kugel erreichen kann. Daher kann dieser Robotertyp kopfüber auf einem Rahmen arbeiten, was Bodenfläche spart und die Bewegung von Objekten auf dem Boden erleichtert. Dieser Typ von seitlich montierten Robotern verfügt jedoch über eine freitragende Struktur für die 2. und 3. Achse, wodurch die Steifigkeit des Roboters verringert wird. Es eignet sich im Allgemeinen für Roboter mit kleineren Lasten, die zum Lichtbogenschweißen, Schneiden oder Sprühen verwendet werden. Der Oberarm eines Parallelogrammroboters wird durch einen Hebel angetrieben. Hebel und Unterarm bilden zwei Seiten eines Parallelogramms, daher der Name. Frühe Parallelogrammroboter hatten relativ kleine Arbeitsbereiche (beschränkt auf die Vorderseite des Roboters), was den Betrieb auf dem Kopf erschwerte. Neue Parallelogrammroboter (Parallelroboter), die seit den späten 1980er Jahren entwickelt wurden, haben jedoch den Arbeitsbereich auf die Ober-, Rückseite und Unterseite des Roboters erweitert, ohne die Steifigkeitsprobleme seitlich montierter Roboter, und erregten daher große Aufmerksamkeit. Dieser Aufbau ist sowohl für leichte als auch für schwere Roboter geeignet. In den letzten Jahren haben die meisten Punktschweißroboter (Tragfähigkeit 100–150 kg) eine Parallelogrammstruktur übernommen.
Beide oben beschriebenen Robotertypen beinhalten Drehbewegungen auf allen Achsen und verwenden daher Servomotoren, die von Zykloiden-Windrad-Untersetzungsgetrieben (RV) (Achsen 1-3) und harmonischen Untersetzungsgetrieben (Achsen 1–6) angetrieben werden. Vor Mitte der 1980er Jahre verwendeten elektrisch angetriebene Roboter Gleichstrom-Servomotoren, doch seit Ende der 1980er Jahre sind verschiedene Länder auf Wechselstrom-Servomotoren umgestiegen. Da Wechselstrommotoren bürstenlos sind und überlegene dynamische Eigenschaften haben, weisen neue Roboter nicht nur eine geringere Unfallrate auf, sondern auch eine deutlich längere wartungsfreie Zeit und eine schnellere Beschleunigung/Verzögerung. Einige neue Leichtbauroboter mit Tragfähigkeiten unter 16 kg können eine maximale Tool-Center-Point-Geschwindigkeit (TCP) von über 3 m/s bei präziser Positionierung und minimaler Vibration erreichen. Gleichzeitig wurde der Schaltschrank des Roboters auf einen 32-Bit-Mikrocomputer und neue Algorithmen aufgerüstet, die es ihm ermöglichen, seinen Weg automatisch zu optimieren, was zu einer Flugbahn führt, die dem eingelernten Weg ähnlicher ist.
