他のタイプのロボットや多軸システムとは対照的です。

まず、直交座標系とは、直交座標系に従って3つの直交軸（X、Y、Z）に沿って移動するシステムのことです。（ただし、直交ロボットの最外軸には、エンドエフェクタやアーム先端ツールなどの回転軸が含まれる場合があることに注意してください。）

直交ロボットがロボットである理由は、共通のモーション コントローラを介して各軸が協調動作を実行するからです。

直交ロボットの軸は、何らかの形のリニアアクチュエータから作られています。これは、製造元から組み立て済みのシステムとして購入するか、OEM またはエンドユーザーによってリニアガイドと駆動コンポーネントからカスタム構築されます。

簡単ですよね？

ISO 8373:2012 規格では、産業用ロボットを次のように定義しています。

産業オートメーション アプリケーションで使用するために固定または移動できる、3 軸以上でプログラム可能な、自動制御、再プログラム可能な多目的マニピュレーターです。

しかし、XY軸またはXYZ軸で動作するすべてのリニアシステムが直交ロボットというわけではありません。注目すべき例外として、2つの基本軸（X軸）を並列に用いるタイプのロボットがあります。この構成（例えば、2X-Y軸または2X-YZ軸）は、ロボットを直交ロボットの範疇からガントリーロボットの範疇へと移します。

ガントリーロボットと直交ロボットの主な違いは、直交ロボットが各軸に1つのリニアアクチュエータを使用するのに対し、ガントリーロボットは常に2つの基本軸（X軸）で構成され、2つ目の軸（Y軸）がそれらの軸にまたがって配置されます。この構成により、2つ目の軸が片持ちになるのを防ぎ（詳細は後述）、ガントリーロボットは直交ロボットよりもはるかに長いストローク長を実現し、多くの場合、より大きなペイロードを搭載できます。

直交ロボットの定義に該当しない2つ目の多軸リニアシステムは、XYテーブルです。直交ロボットとXYテーブルの違いは、取り付けと荷重の配置にあります。直交ロボットでは、2軸目または3軸目（Y軸またはZ軸）が片持ち梁式で、片端のみが下側の軸によって支持されます。さらに、外側の軸にかかる荷重は、通常、その軸から片持ち梁式になります。

この配置では、作用荷重による外側軸へのモ​​ーメント荷重だけでなく、作用荷重と外側軸の複合効果により支持軸にも大きなモーメント荷重が発生します。取り付けと荷重配置は直交座標系ロボットの耐荷重能力を制限し、外側（片持ち）軸の最大ストローク長を決定する主な要因となります。

一方、XYテーブルは、互いに重なり合う2つの軸で構成され、多くの場合、ストローク長はほぼ同じです。さらに、荷重は一般的にY軸を中心としています。この軸構成と荷重配置により、どちらの軸にも片持ち荷重はほとんど発生しません（Y軸には片持ち荷重が発生しない場合もあります）。

直交ロボットは、一部の技術仕様においてSCARAロボットや6軸（多関節型）ロボットと重複しており、一部の用途で同じ機能を発揮しますが、直交ロボットにはSCARAロボットや6軸ロボットに比べていくつかの利点があります。まず、直交ロボットの設計では、ロボットの設置面積のかなりの割合が作業領域として使用される長方形の作業範囲を提供します。一方、SCARAロボットや6軸ロボットは、作業範囲が円形または楕円形であるため、特に移動距離（リーチ）が非常に長い場合、多くのデッドスペース（未使用スペース）が生じることがあります。

直交ロボットは、ベルト、ボールねじ、リードスクリュー、空気圧アクチュエータ、リニアモーターなど、様々な駆動機構を備えた、事実上あらゆる種類のリニアアクチュエータから構成できます。（ラック＆ピニオン駆動も可能ですが、ストロークが非常に長いガントリーシステムでより一般的に使用されます。）つまり、直交ロボットはスカラ型や6軸型よりも位置決め精度と再現性に優れており、実際に優れた結果が得られることが多いのです。また、直交ロボットは運動学が単純であるため（複数の回転軸ではなく、直交座標軸が3軸）、プログラミングの面でも使いやすさに優れています。

近年まで、組み立て済みの直交ロボットは珍しく、ほとんどのユニットはOEM、ロボットインテグレーター、あるいはエンドユーザーによってカスタムメイドされていました。しかし現在では、多くのリニアアクチュエータメーカーが、一般的な移動量、可搬重量、速度、精度の要件に合わせて多様なオプションを備えた、構成済み・組み立て済みの直交ロボットシステムを提供しています。また、従来の6軸ロボットやスカラロボットのメーカーも、多くの産業オートメーションおよび組立アプリケーションにおいて、スカラロボットや6軸ロボットよりも積載量と設置面積のバランスが優れていることを認識し、この動きに参入しています。