对于工业机器人而言，从控制算法的处理方式来看，可分为串行、并行两种结构类型。
所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理的。对于这种类型的控制器，从计算机结构、控制方式来划分，又可分为以下几种：
用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。在早期的机器人中就采用这种结构，但控制过程中需要许多计算(如坐标变换)，因此这种控制结构速度较慢。
一级CPU为主机，完成系统管理、机器人语言编译和人机接口功能，同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补，并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存，供二级CPU读取；二级CPU完成全部关节位置数字控制。这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系，仅通过公用内存交换数据，是一个松耦合的关系，对采用更多的CPU进一步分散功能是很困难的。日本于20 世纪70年代生产的Motoman机器人(5关节，直流电机驱动)的计算机系统就属于这种主从式结构。
目前，普遍采用这种上、下位机二级分布式结构，上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等下位机由多CPU组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU和主控机的联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多CPU系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构，即每个处理器承担固定任务。目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构。
