工業機器人控制系統是機器人的"大腦"，決定了機器人的性能和應用范圍。工業機器人控制系統按其控制方式可分為集中控制系統、主從控制系統和分散控制系統三類-7。

集中控制系統是用一臺計算機實現全部控制功能，結構簡單，成本低，但實時性差，難以擴展-7。基于PC的集中控制系統里，充分利用了PC資源開放性的特點，可以實現很好的開放性：多種控制卡、傳感器設備等都可以通過標準PCI插槽或通過標準串口、并口集成到控制系統中-7。

主從控制系統采用主、從兩級處理器實現系統的全部控制功能-7。主CPU實現管理、坐標變換、軌跡生成和系統自診斷等；從CPU實現所有關節的動作控制-7。主從控制方式系統實時性較好，適于高精度、高速度控制，但其系統擴展性較差，維修困難-7。

分散控制系統按系統的性質和方式將系統控制分成幾個模塊，每一個模塊各有不同的控制任務和控制策略，各模式之間可以是主從關系，也可以是平等關系-7。這種方式實時性好，易于實現高速、高精度控制，易于擴展，可實現智能控制，是目前流行的方式-7。

工業機器人控制系統根據智能程度的不同可分為程序控制系統、自適應控制系統和人工智能系統-7。根據運動方式可分為點位式（要求機器人準確控制末端執行器的位姿，而與路徑無關）和軌跡式（要求機器人按示教的軌跡和速度運動）