工业生产上应用的机械手，由于使用场合和工作要求的不同，其结构型式亦各不相同，技术复杂程度也有很大差别。但它们都有类似人的手臂、手腕和手的部分动作及功能，一般都能按照预定程序，自动地、重复循环地进行工作。
机械手的总体设计要进行全面的综合考虑，尽可能使之做到结构简单、紧凑、容易操作、安全可靠、安装维修方便、经济性好、机械手在工业生产中的应用，几乎遍及各行各业，归纳起来，大致有如下几个方面。
1.高温作业自动化
在高温环境下作业（如热处理、铸造和锻造等）。工人的劳动强度大，劳动条件差，采用机械手操作，更具有现实意义，如汽车钢板弹簧淬火机械手，压铸机用浇铸机械手等。
2.操作工具
用机械手握持工具，在高温，粉尘或有害气体环境下进行自动化操作，可以使人脱离恶劣的劳动条件，并减轻劳动强度，提高劳动生产率和保证产品之类。如汽车车身等薄钢板的点焊工艺、自动喷漆或自动喷丸清砂工作等。
3.组成自动生产线
在单机自动化的基础上，若采用机械手自动装卸和输送工件，可使一些单体连接成自动生产线，目前在轴类和盘类工件的生产线上，采用机械手来实现自动化生产尤为广泛。如：轴类加工自动生产线及其上下料机械手、盘类加工自动生产线及其机械手、齿轮加工机床的上下料机械手等。
4.和单机实现自动化
生产上出现的许多高效专用加工设备（如各种专用机床等），如果工件的装卸等辅助作业，继续由人工操作，不仅会增加工人劳动强度，同时亦不能充分发挥专用设备的效能，必然会影响劳动生产率的提高。若采用机械手代替人工上、下料，则可改变上述不相适应的情况，实现单机自动化生产，并为实现多机床看管提供了条件。如：自动机床及其上下料机械手、冲压机械手、注塑机及其取料机械手等。