机床上下料机械手主要由于手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型。托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、机械手配件移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是自动化机械手设计的关键参数。自由度越多，自动化机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般自动化机械手有2-3个自由度。
在应用机床上下料机械手的时候，可以进行运行设置，一般回原点模式设为8，19，或者11等，具体设置要根据伺服说明书进行设置，可以设置回原点的速度，以及运行的速度，高速运行速度参数，低速运行速度，寸动速度等，根基实际要求进行速度参数的设置。
机床上下料机械手对现实工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要的作用。因而具有强大的自动化化能力受到制造业的广泛重视和欢迎。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更现实其优越性，有着广泛的发展前途。