對于工業機器人而言，從控制算法的處理方式來看，可分為串行、并行兩種結構類型。
所謂的串行處理結構是指機器人的控制算法是由串行機來處理的。對于這種類型的控制器，從計算機結構、控制方式來劃分，又可分為以下幾種：
用一臺功能較強的計算機實現全部控制功能。在早期的機器人中就采用這種結構，但控制過程中需要許多計算(如坐標變換)，因此這種控制結構速度較慢。
一級CPU為主機，完成系統管理、機器人語言編譯和人機接口功能，同時也利用它的運算能力完成坐標變換、軌跡插補，并定時地把運算結果作為關節運動的增量送到公用內存，供二級CPU讀取；二級CPU完成全部關節位置數字控制。這類系統的兩個CPU總線之間基本沒有聯系，僅通過公用內存交換數據，是一個松耦合的關系，對采用更多的CPU進一步分散功能是很困難的。日本于20 世紀70年代生產的Motoman機器人(5關節，直流電機驅動)的計算機系統就屬于這種主從式結構。
目前，普遍采用這種上、下位機二級分布式結構，上位機負責整個系統管理以及運動學計算、軌跡規劃等下位機由多CPU組成，每個CPU控制一個關節運動，這些CPU和主控機的聯系是通過總線形式的緊耦合。這種結構的控制器工作速度和控制性能明顯提高。但這些多CPU系統共有的特征都是針對具體問題而采用的功能分布式結構，即每個處理器承擔固定任務。目前世界上大多數商品化機器人控制器都是這種結構。
