X、Y、Z方向（直交座標系とも呼ばれる）に移動する直線システムを構築する方法は数多くあります。これらのシステムを指す際に一般的に使用される用語は、軸の組み立て方、負荷の位置、そしてある程度は、システムが設計された用途の種類によって異なります。多くの産業用途では、直交座標系ロボットやガントリー型ロボットが広く用いられていますが、精密用途では、コンパクトで剛性の高い構造と非常に高い移動精度および位置決め精度を持つXYテーブルの方が適している場合が多くあります。

デカルト座標系
直交座標系は、XY、XZ、またはXYZの2つまたは3つの軸で構成されます。多くの場合、負荷やワークピースの向きを調整するための回転機構を備えたエンドエフェクタが組み込まれていますが、少なくとも3つの直交座標のうち2つにおいて直線運動が可能です。
直交座標系を使用する場合、荷重は通常、最も外側の軸（Y軸またはZ軸）から片持ち梁状に支えられます。例えば、XYガントリーでは、荷重はY軸の端、または軸から離れた位置に取り付けられ、Y軸上にモーメントアームが形成されます。このため、特に最も外側の軸のストロークが非常に長い場合、下部の支持軸に大きなモーメントが発生し、荷重容量が制限される可能性があります。
直交座標系は幅広い用途で使用されており、各軸の最大ストロークは通常1メートル以下です。これらの用途の中で最も一般的なものには、ピックアンドプレース、ディスペンシング、および組み立てなどがあります。

ガントリーシステム
外側の軸が内側の軸にモーメント荷重をかけるという問題に対処するため、ガントリーシステムでは2つのX軸を使用し、場合によっては2つのY軸と2つのZ軸を使用することもあります。（ガントリーは通常、X、Y、Zの3軸を備えています。）ガントリーシステムにかかる荷重はガントリーの設置面積内に収まり、ガントリーは作業エリアの上に設置されます。ただし、上から扱うことができない部品の場合は、ガントリーを下から操作するように構成することも可能です。
ガントリーシステムは、ストロークが長い（1メートル以上）用途で使用され、片持ち梁構造には適さない非常に重いペイロードを搬送できます。ガントリーシステムの最も一般的な用途の1つは、オーバーヘッド搬送であり、例えば、自動車の組み立て工程で大型部品をあるステーションから別のステーションへ移動させる場合などが挙げられます。