機器人碼垛機主要由機械主體、伺服驅動系統、手臂機構、末端執行器(抓手)、末端執行器調節機構以及檢測機構組成，按不同的物料包裝、堆垛順序、層數等要求進行參數設置，實現不同類型包裝物料的碼垛作業。按功能劃分為進袋、轉向、排袋、編組、抓袋碼垛、托盤庫、托盤輸送以及相應的控制系統等機構。
(1)進袋機構。采用皮帶輸送機完成碼垛機供袋任務。
(2)轉向機構。按設定程序對包裝袋作轉向編排。
(3)排袋機構。采用皮帶輸送機將編排好的包裝袋送至積袋機構。
(4)積袋機構。采用皮帶輸送機集中編排好的包裝袋。
(5)抓袋碼垛機構。采用機器人碼垛機構完成碼垛作業。
(6)托盤庫。成疊的托盤由叉車送人，按程序逐個排放至托盤輥道輸送機，有規律地向碼垛工序供應空托盤，達到8層后的成垛托盤，由輥道輸送機輸送至成垛托盤庫，最后由叉車取出送至倉庫貯存，系統采用可編程序控制器(PLC)控制。
碼垛機的適用范圍
1、條件與形狀
(1)搬運物條件。為了適應碼垛機的工作，要求搬運物品必須是箱裝和袋裝。這樣碼垛機才能把物品搬運到輸送機上。此外，要求手工裝載的物品停放后貨態不能變化。
(2)搬運物的形狀。碼垛機工作條件之一是要求搬運物的形狀要規則，以便裝箱。玻璃、鐵、鋁等材料的缸和罐之類，以及棒狀、筒狀物和環狀物等，因形狀不規則，不便裝箱。適合碼垛機工作的物品有紙箱、木箱、紙袋、麻袋和布袋等。
2碼垛機的效率
(1)直角坐標機器人碼垛機,其效率較低,每小時搬運200一600個包裝物品。
(2)關節型機器人碼垛機，其效率為4小時搬運300一1000個包裝物品。
(3)圓柱坐標碼垛機，屬于中等效率的碼垛機，每小時裝載600一1200個包裝物品。
(4)低腳式碼垛機，效率較高，每小時裝載1000一1800個包裝物品。
(5)高腳式碼垛機，屬于高效率碼垛機，每小時可裝載1200-3000個包裝物品。
如今我國已經能夠生產具有國際先進水平的平面關節型裝配機器人、直角坐標機器人、弧焊機器人、點焊機器人、搬運碼垛機器人等一系列產品，不少品種已經實現了小批量生產。作為一個產業，需要有成熟的技術和產品。相比國外而言，中國的機器人企業通過大約十年的發展，已經具備產業發展的條件，但中國的機器人產業依然是名符其實的“小”產業，機器人生產商要比從事國家大型支柱產業的企業更難以形成產業集群和規模效益。