行走机构是机器人不可缺少的部分，行走机构的好坏直接决定了机器人的整体性能。行走方式可采用履带、轮子、足式、轮足式等实现走平地等功能。常见的有履带式、轮式、足式等。
1.轮式
常见的小车有三个轮子、四个轮子、多个轮子等，设计时，可采用万向轮来控制行进方向。轮式小车动作稳定，操作简便，最适合平地行走，一般不能跨越具有一定高度的障碍，或者爬楼梯。万向轮常用来控制车身转弯，缺点是在静止状态下会产生很大的阻力。还可以通过左右轮的速度差来控制车身转弯，实践证明效果很好。
在4轮式行走机构中，如果某个车轮的中心不正，可能会导致4个车轮不能同时着地，以至控制困难。3个车轮的优点是所有的车轮都会着地，不会产生空转现象，控制稳定。但当重心经常偏移时，相比3个轮子而言，4个车轮更加稳定。
2.履带式行走装置
履带式机器人可以在凹凸不平的地面上行走，还可以跨越障碍，能爬坡度较小的楼梯。缺点是小车在前进、后退时会产生滑动，且转弯靠左右履带的速度差，转弯阻力大，不能精确确定回转半径。
这种结构一般有两个主动轮，分别由两个直流减速电机控制，当两个减速电机转速相同时，车身直行（前进或后退），当两个减速电机有速度差时，车身可左转或右转。履带小车重心低，行驶平稳、容易控制。设计成一节或二节、三节或多节均可。
同时，履带支撑面积大，接地比压小，越野机动性好，爬坡、越沟等性能均优于轮式移动机构。但这种结构稍复杂，运动惯性大，减振能力差。
履带式机器人的重量主要是通过支撑轮压于履带板的轨道传递到地面上。因此可安装5～9个支撑轮，相邻两支撑轮之间的距离通常小于履带节距的1.5倍。
竞赛时，履带一般采用同步带轮及同步带制作，也可以采用双面同步带。双面同步带摩擦力大，行驶稳定，当设计合理时，可以实现爬楼梯的功能。
3.履带与轮子组合式
履带与轮子相配合，不仅可以走平地，还可以跨越壕沟、翻越障碍等。图2-31为履带与轮子组合而成的机器人，这种结构底盘重心低，行进平稳，由于底盘面积较大，还可以将搬运装置直接设计在底盘上。
