หุ่นยนต์เชื่อมส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วนคือหุ่นยนต์และอุปกรณ์เชื่อม หุ่นยนต์ประกอบด้วยตัวหุ่นยนต์และตู้ควบคุม (ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์) และอุปกรณ์เชื่อม ใช้การเชื่อมอาร์คและการเชื่อมจุดเป็นตัวอย่าง จะประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟเชื่อม (รวมถึงระบบควบคุม) เครื่องป้อนลวด (เชื่อมอาร์ค) ปืนเชื่อม (คีม) และส่วนอื่น ๆ สำหรับหุ่นยนต์อัจฉริยะควรมีระบบตรวจจับเช่นเลเซอร์หรือเซ็นเซอร์กล้องและอุปกรณ์ควบคุม ฯลฯ
หากชิ้นงานไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนตําแหน่งในระหว่างการเชื่อมทั้งหมด ก็สามารถวางตําแหน่งชิ้นงานบนโต๊ะทํางานด้วยที่หนีบ ระบบนี้เป็นสิ่งที่ง่ายที่สุด แต่ในการผลิตจริงชิ้นงานมากขึ้นจำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งเมื่อเชื่อมเพื่อให้รอยเชื่อมอยู่ในตำแหน่งที่ดีกว่า (ท่าทาง) สำหรับการเชื่อม สำหรับกรณีนี้เครื่องเปลี่ยนตำแหน่งและหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่แยกต่างหากนั่นคือหุ่นยนต์เชื่อมหลังจากเปลี่ยนตำแหน่ง; นอกจากนี้ยังสามารถเคลื่อนไหวในเวลาเดียวกันนั่นคือเครื่องเปลี่ยนตำแหน่งด้านหนึ่งหุ่นยนต์เชื่อมในเวลาเดียวกันหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเครื่องเปลี่ยนตำแหน่งประสานงานกับการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ ในเวลานี้การเคลื่อนไหวของเครื่องเปลี่ยนตำแหน่งและการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์คอมโพสิตเพื่อให้การเคลื่อนไหวของปืนเชื่อมเมื่อเทียบกับชิ้นงานสามารถตอบสนองไม่เพียง แต่วิถีรอยเชื่อม แต่ยังสามารถตอบสนองความต้องการของความเร็วในการเชื่อมและท่าทางของปืนเชื่อม ในความเป็นจริงในเวลานี้แกนของเครื่องเปลี่ยนตําแหน่งได้กลายเป็นส่วนประกอบของหุ่นยนต์ระบบหุ่นยนต์เชื่อมนี้สามารถมากถึง 7-20 แกนหรือมากกว่า
ตู้ควบคุมหุ่นยนต์รุ่นล่าสุดสามารถรวมหุ่นยนต์ 2 ตัวเข้าด้วยกันเพื่อทำการเคลื่อนที่ประสานกัน 12 แกน หนึ่งในนั้นคือหุ่นยนต์เชื่อม อีกตัวหนึ่งคือหุ่นยนต์ขนย้ายเป็นเครื่องเปลี่ยนตําแหน่ง