桁架机械手由结构框架、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、工装夹具以及控制柜，六部分组成。抓取和传送机构抓取和传送机构又被形象的称之为手部和臂部，其中，抓取机构包括有手指和传力机构，在工作中起到对物件进行抓取和放置的作用。上下料机械手的传送机构则包含了手腕和手臂等结构，在实践当中可以用来改变物件的方位以及位置。
上下料桁架机械手通过驱动部分来产生动力，因此驱动部分也是它的动力源，通常有液压、气压、电力以及机械式驱动四种不同的驱动形式。其中，液压驱动系统是由油缸、阀、油阀和油箱等组成；气压驱动系统是由气缸、气阀、空压机（或由空气压缩机站直接提供）和储气罐等组成；电机驱动系统是由一些电动机组成。
桁架机械手的控制部分一般包括有程序控制部分与行程检测反馈部分，是上下料机械手中的指挥系统，因为上下料机械手中的每一个程序动作都是由控制部分来指挥执行的，包括动作的执行顺序、动作的起始位置以及时间等，此外，对运行的速度和加速度也能进行控制。