机器人需要在不同的环境中工作，因此其外观设计必须考虑到环境适应性。例如，在水下环境工作的机器人，其外观要具备良好的防水性能，采用密封的结构和防水材质，防止水进入机器人内部损坏电子元件。在高温环境下工作的机器人，要考虑散热问题，通过设计合理的散热结构和选用耐高温的材料，确保机器人能够正常运行。在野外环境中，机器人的外观要具备防沙尘、防碰撞等功能，采用坚固的外壳和防护装置。此外，机器人的外观颜色也可以根据环境进行选择，例如在雪地环境中，白色的外观可以使机器人更好地融入环境，避免被发现。
医疗机器人的外观设计要注重营造出专业、、舒适的感觉。在颜色选择上，通常以白色、浅蓝色等冷色调为主，这些颜色给人一种干净、卫生的印象。医疗机器人的外观造型要简洁流畅，避免过于复杂的结构，便于清洁和，防止滋生。同时，机器人的操作界面要设计得简洁易懂，方便医护人员快速操作。在一些与患者直接接触的医疗机器人设计中，还要考虑患者的心理感受，采用柔软的材质和温和的造型，减少患者的恐惧和紧张情绪。例如，一些康复机器人的手臂部分会采用柔软的硅胶材料，与患者皮肤接触时更加舒适。
在机器人结构设计过程中，需要对结构进行优化，以提高机器人的性能和降低成本。结构优化设计主要包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化等。拓扑优化是在给定的设计空间、载荷工况和约束条件下，寻求材料在结构中的分布形式，以达到提高结构性能、减轻重量的目的。例如，通过拓扑优化可以设计出更加合理的机器人机身结构，在保证强度和刚度的前提下，减轻机身重量，降低能耗。形状优化是对结构的外形进行优化，以改善结构的力学性能和外观。尺寸优化则是对结构的尺寸参数进行优化，如杆件的长度、截面尺寸等，以满足强度、刚度和稳定性等要求，同时降低成本。在进行结构优化设计时，通常需要借助计算机辅助工程（CAE）软件，如有限元分析软件，对结构进行模拟分析和优化计算。
移动机器人需要具备在不同环境中移动的能力，其结构设计与固定机器人有很大的区别。移动机器人的底盘结构是设计的关键，常见的底盘结构有轮式、履带式和足式等。轮式底盘具有运动速度快、效率高、结构简单等优点，适用于平坦路面的移动，如室内服务机器人和物流搬运机器人。履带式底盘则具有良好的通过性和稳定性，能适应复杂地形，如野外探险机器人和工程抢险机器人。足式底盘模仿动物的行走方式，具有更好的灵活性和适应性，可在崎岖不平的地面行走，但控制难度较大，目前主要应用于科研和特种领域。此外，移动机器人还需要配备合适的驱动系统、转向系统和悬挂系统，以确保其在移动过程中的稳定性和可靠性。