根據機械結構的不同，碼垛機器人包括如下三種形式：笛卡爾式、旋轉關節式、龍門起重架。

1、笛卡爾式碼垛機器人：主要由四部分組成：立柱、X向臂、Y向臂和抓手。以四個自由度（包括三個移動關節和一個旋轉關節）完成對物料的碼垛。這種形式的碼垛機構造簡單，機體剛性較強，可搬重量較大，適用于較重物料的碼垛。

2、旋轉關節式機器人：碼垛機繞機身旋轉，包括四個旋轉關節：腰關節、肩關節、肘關節和腕關節。這種形式的碼垛機是通過示教的方式進行編程的，即操作員手持示教盒，控制機器人按規定的動作進行運動，于是運動過程便存儲在存儲器中，以后自行運動時可以再現這一運動過程。這種機器人機身小而動作范圍大。可同時進行一個或幾個托盤的同時碼垛，能夠靈活機動的對應進行多種產品生產線的工作。

3、龍門起重架：將機器人手臂裝在龍門起重架上稱為龍門架碼垛機器人，這種碼垛機器人具有較大的工作范圍，能夠抓取較重的物料。