Il existe de nombreuses façons de concevoir des systèmes linéaires pour le mouvement selon les axes X, Y et/ou Z (également appelés coordonnées cartésiennes). La terminologie employée pour désigner ces systèmes dépend de l'assemblage des axes, du positionnement de la charge et, dans une certaine mesure, de l'application prévue. Dans de nombreuses applications industrielles, les robots cartésiens et les robots de type portique sont courants, mais pour les applications de précision, les tables XY sont souvent privilégiées en raison de leur structure compacte et rigide, ainsi que de leur grande précision de déplacement et de positionnement.

Systèmes cartésiens
Les systèmes cartésiens comportent deux ou trois axes : XY, XZ ou XYZ. Ils intègrent souvent un effecteur terminal doté d’une composante rotative pour orienter la charge ou la pièce, mais ils assurent toujours un mouvement linéaire dans au moins deux des trois coordonnées cartésiennes.
Lorsqu'un système cartésien est utilisé, la charge est généralement fixée en porte-à-faux par rapport à l'axe extérieur (Y ou Z). Par exemple, dans un portique XY, la charge est montée sur l'axe Y, soit à son extrémité, soit à une certaine distance de celui-ci, créant ainsi un bras de levier sur l'axe Y. Ceci peut limiter la capacité de charge, notamment lorsque l'axe extérieur a une course très importante, générant un moment élevé sur les axes inférieurs porteurs.
Les systèmes cartésiens sont utilisés dans de nombreuses applications, avec des courses maximales sur chaque axe généralement d'un mètre ou moins. Parmi ces applications, on peut citer le prélèvement et le placement, la distribution et l'assemblage.

Systèmes de portique
Pour pallier le problème des moments de charge induits par les axes extérieurs sur les axes intérieurs, les systèmes à portique utilisent deux axes X et, dans certains cas, deux axes Y et deux axes Z. (Les portiques possèdent presque toujours trois axes : X, Y et Z.) La charge sur un système à portique est située à l'intérieur de son emprise au sol, et le portique est monté au-dessus de la zone de travail. Cependant, pour les pièces ne pouvant être manipulées par le haut, les portiques peuvent être configurés pour fonctionner par le bas.
Les portiques sont utilisés pour des applications nécessitant de longues courses (supérieures à un mètre) et peuvent transporter des charges très lourdes incompatibles avec une conception en porte-à-faux. L'une de leurs applications les plus courantes est le transport aérien, notamment pour le déplacement de composants automobiles de grande taille d'un poste à l'autre lors d'une opération d'assemblage.