機器人需要在不同的環境中工作，因此其外觀設計必須考慮到環境適應性。例如，在水下環境工作的機器人，其外觀要具備良好的防水性能，采用密封的結構和防水材質，防止水進入機器人內部損壞電子元件。在高溫環境下工作的機器人，要考慮散熱問題，通過設計合理的散熱結構和選用耐高溫的材料，確保機器人能夠正常運行。在野外環境中，機器人的外觀要具備防沙塵、防碰撞等功能，采用堅固的外殼和防護裝置。此外，機器人的外觀顏色也可以根據環境進行選擇，例如在雪地環境中，白色的外觀可以使機器人更好地融入環境，避免被發現。
服務機器人廣泛應用于酒店、餐廳、商場等場所，其外觀設計風格要與使用場景相融合，同時具備友好、親切的特點。常見的服務機器人外觀設計風格有簡約現代風、溫馨家居風等。簡約現代風的服務機器人通常采用簡潔的線條和流暢的造型，搭配金屬或塑料材質，展現出時尚、的形象，適合用于高端酒店、寫字樓等場所。溫馨家居風的服務機器人則更注重營造出溫暖、舒適的氛圍，采用木質材料或柔和的色彩，給人一種家的感覺，常用于家庭服務和一些溫馨的商業場所。此外，服務機器人的外觀設計還要考慮到其移動性和操作便利性，確保機器人能夠在不同的環境中靈活移動和工作。
在機器人結構設計過程中，需要對結構進行優化，以提高機器人的性能和降低成本。結構優化設計主要包括拓撲優化、形狀優化和尺寸優化等。拓撲優化是在給定的設計空間、載荷工況和約束條件下，尋求材料在結構中的分布形式，以達到提高結構性能、減輕重量的目的。例如，通過拓撲優化可以設計出更加合理的機器人機身結構，在保證強度和剛度的前提下，減輕機身重量，降低能耗。形狀優化是對結構的外形進行優化，以改善結構的力學性能和外觀。尺寸優化則是對結構的尺寸參數進行優化，如桿件的長度、截面尺寸等，以滿足強度、剛度和穩定性等要求，同時降低成本。在進行結構優化設計時，通常需要借助計算機輔助工程（CAE）軟件，如有限元分析軟件，對結構進行模擬分析和優化計算。
移動機器人需要具備在不同環境中移動的能力，其結構設計與固定機器人有很大的區別。移動機器人的底盤結構是設計的關鍵，常見的底盤結構有輪式、履帶式和足式等。輪式底盤具有運動速度快、效率高、結構簡單等優點，適用于平坦路面的移動，如室內服務機器人和物流搬運機器人。履帶式底盤則具有良好的通過性和穩定性，能適應復雜地形，如野外探險機器人和工程搶險機器人。足式底盤模仿動物的行走方式，具有更好的靈活性和適應性，可在崎嶇不平的地面行走，但控制難度較大，目前主要應用于科研和特種領域。此外，移動機器人還需要配備合適的驅動系統、轉向系統和懸掛系統，以確保其在移動過程中的穩定性和可靠性。
