一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素；這些組成要素內部及其之間，形成通過接口耦合來實現(xiàn)運動傳遞、信息控制、能量轉換等有機融合的一個完整系統(tǒng)。機電一體化系統(tǒng)的組成要素及功能如圖1所示。
1、機械本體
機電一體化系統(tǒng)的機械本體包括：機身、框架、運動機構和機械連接等，是系統(tǒng)所有功能元素的機械支撐結構。由于機電一體化產品技術性能、水平和功能的提高，機械本體要在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面適應產品高效率、多功能、高可靠性和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。
2、動力與驅動
動力部分包括電源、氣源、液源等，它可以按照系統(tǒng)控制的要求，為系統(tǒng)提供所需的能量和動力，保證系統(tǒng)的正常運行。用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出，是機電一體化產品的顯著特征之一。
驅動部分是在控制信息作用下提供動力，驅動各執(zhí)行機構完成各種動作和功能。機電一體化系統(tǒng)一方面要求驅動的高效率和快速響應特性，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應性和可靠性。由于電力電子技術的高度發(fā)展，高性能的步進驅動、直流伺服和交流伺服驅動方式大量應用于機電一體系統(tǒng)。
3、傳感測試部分
包括給類傳感器和變送器等，對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過分析、處理后產生相應的控制信息。其功能一般由專門的傳感器及轉換電路完成。
4、執(zhí)行機構
執(zhí)行機構是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等執(zhí)行元件，如電磁離合器、電機，液壓缸等。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的匹配性要求，需要考慮改善系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能，如提高剛性、減小重量和適當?shù)淖枘幔瑧M量考慮組件化、標準化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性等。
5、控制及信息單元
一般包括給類微型計算機、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉換、I/O（輸入輸出）接口和計算機外部設備等，是機電一體化系統(tǒng)的核心。主要負責將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行。機電一體化系統(tǒng)對控制和信息處理單元的基本要求是：提高信息處理速度，提高可靠性，增強抗干擾能力以及完善系統(tǒng)自診斷功能，實現(xiàn)信息處理智能化。
以上這五部分我們通常稱為機電一體化的五大組成要素。在機電一體化系統(tǒng)中的這些單元和它們各自內部各環(huán)節(jié)之間都遵循接口耦合、運動傳遞、信息控制、能量轉換的原則；我們稱它們?yōu)樗拇笤瓌t。
6、接口耦合、能量轉換
（1）變換 兩個需要進行信息交換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間，由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等），無法直接實現(xiàn)信息或能量的交流，需要通過接口完成信息或能量的統(tǒng)一。
（2）放大 在兩個信號強度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達到能量的匹配。
（3）耦合 變換和放大后的信號在環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準確地交換，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進行傳遞。
（4）能量轉換 包含了執(zhí)行器、驅動器。涉及到不同類型能量間的最優(yōu)轉換方法與原理。
7、信息控制
在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成數(shù)據(jù)采集、分析、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的系統(tǒng)，還包含了知識獲取、推理及知識自學習等以知識驅動為主的信息控制。
8、運動傳遞
運動傳遞是指運動各組成環(huán)節(jié)之間的不同類型運動的變換與傳輸，如：位移變換、速度變換、加速度變換及直線運動和旋轉運動變換等。運動傳遞還包括以運動控制為目的的運動優(yōu)化設計，目的是提高系統(tǒng)的伺服性能。
