为了保证系统具有足够的计算与存储能力，目前工业机器人控制器多采用计算能力较强的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片组成。此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全满足某些工业机器人系统在价格、性能、集成度和接口等方面的要求，这就产生了工业机器人系统对SoC（SystemonChip）技术的需求，将特定的处理器与所需要的接口集成在一起，可简化系统外围电路的设计，缩小系统尺寸，并降低成本。
目前国际上还没有专用于工业机器人系统中的伺服通信总线，在实际应用过程中，通常根据系统需求，把常用的一些总线，如以太网、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于工业机器人系统中。
在控制器体系结构方面，其研究重点是功能划分和功能之间信息交换的规范。在开放式控制器体系结构研究方面，有两种基本结构，一种是基于硬件层次划分的结构，该类型结构比较简单，在日本，体系结构以硬件为基础来划分，如三菱重工株式会社将其生产的PA210可携带式通用智能臂式工业机器人的结构划分为五层结构；另一种是基于功能划分的结构，它将软硬件一同考虑，其是工业机器人控制器体系结构研究和发展的方向。
由于硬件大多都是外购，工业机器人供应商几乎都能买到相同的硬件，而软件往往就成为了工业机器人控制器的核心，大部分工业机器人供应商都有自己独立的开发环境和工业机器人编程语言，很多大学在工业机器人开发环境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多开放源码，可在部分工业机器人硬件结构下进行集成和控制操作，目前已在实验室环境下进行了许多相关实验。
随着工业机器人控制技术的发展，针对结构封闭的工业机器人控制器的缺陷，开发“具有开放式结构的模块化、标准化工业机器人控制器”是当前工业机器人控制器的一个发展方向。
