激光焊接机器人主要由三维机械手臂和激光焊接设备组成，激光焊接设备部分又可分为焊接装备和操作机柜两部分，焊接装备由送丝机、焊接电源、焊枪部分组成，操作机柜由操作控制台和冷水机组等硬件组成。
激光焊接机器人的机械结构主要分两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式(摆式)结构。
平行四边形机器人其上臂通过一根拉杆驱动。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边，故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部)，难以倒挂工作。目前开发的新型平行四边形机器人(平行机器人)，已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人大多选用平行四边形结构形式的机器人。
摆式(侧置式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。不过这种侧置式机器人2、3轴为悬臂结构，降低了机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。
上述两种机器人各个轴都是作回转运动，机器人采用伺服电机通过摆线针轮减速器及谐波减速器驱动。
焊接机器人的臂和腕是基本动作部分。任何一种设计的机器人臂部都有三个自由度，以保证臂的端部能够到达其工作范围内的任何一点。腕部的三个自由度是绕空间相互垂直的三个坐标轴X、Y、Z的回转运动，通常称其为滚转、俯仰和偏转运动。
随着数控及机器人技术、电子技术、计算机技术的发展，自动焊接机器人从用于生产以来，其技术已日益成熟，焊接机器人的优点是提高劳动生产率，降低对工人操作技术的要求。同时，稳定并提高焊接质量，能将焊接质量以数值的形式反映出来，缩短了产品改型换代的准备周期，减少了相应的投资成本。改善工人劳动强度，机器人还可在有害环境下工作。
