桁架机器人可以被应用于点胶、滴塑、喷涂、码垛、分拣、包装、焊接、金属加工、搬运、上下料、装配、印刷等常见的工业生产领域，在替代人工，提高生产效率，稳定产品质量等方面都具备显著的应用价值。
桁架机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。按机器人结构分类为直角坐标型，机械手沿二维直角坐标系移动。主体部分通常采用龙门式结构，由y向横梁与导轨、z向滑枕、十字滑座、立柱、过渡连接板和基座等部分组成，z向的直线运动皆为交流伺服电动机通过蜗轮减速器驱动齿轮与y向横梁、z向滑枕上固定的齿条作滚动，驱动移动部件沿导轨快速运动。移动部件为质量较轻的十字滑座和z向滑枕，滑枕采用由铝合金拉制的型材。横梁采用方钢型材，在横梁上安装有导轨和齿条，通过滚轮与导轨接触，整个机械手都悬挂在其上。
针对不同的应用场合，对桁架机器人有不同的设计要求，比如根据对精度、速度的要求选择不同的传动方式，根据特定的工艺要求为末端工作头设计不同的夹持设备（夹具、爪手、安装架等），以及对于示教编程，坐标定位、视觉识别等工作模式的设计选择等，从而使之能满足于不同领域、不同工况的应用要求。
桁架机器人作为柔性输送系统，已成为柔性加工自动线中的重要组成部分，过去未采用桁架机器人输送的自动线中的输送部分称之为输送带或输送装置。而今，用了桁架机器人则称之为输送系统或物流系统。
