Roboty spawalnicze składają się głównie z dwóch części: samego robota i sprzętu spawalniczego. Robot składa się z korpusu robota oraz szafy sterowniczej (sprzęt i oprogramowanie). Sprzęt spawalniczy, na przykład spawanie łukowe i zgrzewanie punktowe, składa się ze źródła prądu spawania (w tym jego układu sterowania), podajnika drutu (do spawania łukowego) i uchwytu spawalniczego (lub zacisku). Inteligentne roboty powinny posiadać także system wykrywania, taki jak czujniki laserowe lub kamery oraz urządzenia sterujące nimi. W ostatnich latach jako nową konstrukcję systemu opracowano humanoidalne roboty spawalnicze. Ich rdzeniem jest konstrukcja „móżdżkowego” systemu kontroli ruchu, połączonego z bionicznym ciałem i trzema podsystemami: wykonaniem, percepcją i podejmowaniem-decyzji oraz specjalistyczną wiedzą spawalniczą. Celem jest poprawa dokładności i wydajności spawania oraz dostosowanie do złożonych scenariuszy przemysłowych.
Roboty spawalnicze produkowane na całym świecie to w większości roboty przegubowe, przy czym zdecydowana większość ma sześć osi. Osie 1, 2 i 3 mogą przesuwać efektor końcowy do różnych pozycji przestrzennych, podczas gdy osie 4, 5 i 6 odpowiadają różnym wymaganiom dotyczącym postawy narzędzia. Konstrukcja mechaniczna korpusu robota spawalniczego przyjmuje głównie dwie formy: konstrukcję równoległoboczną i konstrukcję montowaną z boku-(wahadłową). Główną zaletą konstrukcji montowanej z boku (wahającej się) jest duży zakres ruchu górnych i dolnych ramion, dzięki czemu przestrzeń robocza robota osiąga prawie wielkość kuli. Dlatego tego typu robot może pracować do góry nogami na ramie, oszczędzając miejsce na podłodze i ułatwiając przemieszczanie obiektów po podłożu. Jednakże ten typ robota montowanego{{13}z boku ma konstrukcję wspornikową dla drugiej i trzeciej osi, co zmniejsza sztywność robota. Ogólnie nadaje się do robotów o mniejszych obciążeniach, używanych do spawania łukowego, cięcia lub natryskiwania. Ramię robota równoległobocznego napędzane jest dźwignią. Dźwignia i dolne ramię tworzą dwa boki równoległoboku, stąd nazwa. Wczesne roboty równoległoboczne miały stosunkowo małą przestrzeń roboczą (ograniczoną do przodu robota), co utrudniało pracę w pozycji odwróconej-. Jednak nowe roboty równoległoboczne (roboty równoległe) rozwijane od końca lat 80. XX w. rozszerzyły przestrzeń roboczą na górę, tył i dół robota, eliminując problemy ze sztywnością występujące w robotach montowanych z boku-, zyskując w ten sposób powszechną uwagę. Konstrukcja ta jest odpowiednia zarówno dla lekkich, jak i ciężkich robotów. W ostatnich latach większość robotów do zgrzewania punktowego (nośność 100-150 kg) przyjęła konstrukcję równoległoboczną.
Obydwa opisane powyżej typy robotów wykonują ruch obrotowy we wszystkich osiach, wykorzystując w ten sposób serwomotory napędzane przez cykloidalne reduktory wiatrakowe (RV) (osie 1-3) i reduktory harmonicznych (osie 1-6). Przed połową lat 80. roboty napędzane elektrycznie korzystały z serwomotorów prądu stałego, ale od końca lat 80. w różnych krajach przestawiono się na serwomotory prądu przemiennego. Ponieważ silniki prądu przemiennego są bezszczotkowe i mają doskonałe właściwości dynamiczne, nowe roboty mają nie tylko niższy wskaźnik wypadków, ale także znacznie dłuższy czas bezobsługowy i szybsze przyspieszanie/zwalnianie. Niektóre nowe lekkie roboty o udźwigu poniżej 16 kg mogą osiągnąć maksymalną prędkość punktu środkowego narzędzia (TCP) przekraczającą 3 m/s, przy dokładnym pozycjonowaniu i minimalnych wibracjach. Jednocześnie szafa sterownicza robota została zmodernizowana do 32-bitowego mikrokomputera i nowych algorytmów, umożliwiających mu automatyczną optymalizację swojej ścieżki, w wyniku czego trajektoria bardziej przypomina ścieżkę wyuczoną.
