關節機器人的運動控制方式多樣，根據應用需求和任務特點可選擇不同方式，也可集成多種控制方式實現復雜功能，以下是常見的幾種控制方式：

基于運動學控制：通過對機器人的關節位置和速度進行控制來實現末端效應器的位置和路徑跟蹤。運動學模型通過計算關節之間的運動和變換關系，從而控制機械臂的運動。這種控制方式至少是一個位置控制系統，屬于半閉環系統，僅從電動機軸上閉環，可進行多軸運動協調控制以產生要求的工作軌跡。
基于動力學控制：綜合考慮機器人結構參數、運動學和動力學方程，對機器人關節扭矩或力矩進行控制，以實現更加精準的力/力矩和剛度控制。動力學控制又被稱為以模型為基礎的控制，可設計出更精細的非線性控制律。
基于力/觸覺控制：在機器人末端裝配力/觸覺傳感器，感知外部環境的力/觸覺信息，并根據這些信息調整機器人的運動或力矩輸出，實現對外部環境的感知和適應。例如，在裝配、拋光、打毛刺等作業中，需要對末端執行器（工具）不但要施加運動命令，而且還要保持一定的接觸力，這就是力控制情況。
基于視覺控制：通過攝像頭或其它視覺傳感器采集外部環境的圖像信息，通過圖像處理和計算機視覺算法實現對目標的識別、跟蹤和三維位置估計，并將這些信息用于機器人的運動控制。
基于人機交互控制：通過與人類進行交互，如手勢識別、語音識別等技術，實現對機器人的運動、任務等控制。
基于關節空間和操作空間的控制：
關節空間控制：機器人的位置輸入被指定為一組關節角度或位置的向量，控制器跟蹤一個參考配置，并返回實際的關節配置。這種控制方式也被稱為配置空間控制。
操作空間控制：位置被指定給控制器作為末端執行器的姿態，然后控制器驅動機器人的關節配置到使末端執行器移動到指定姿態的值。這種控制方式也被稱為任務空間運動控制。
基于不同控制量的控制：
位置控制：目標是使被控機器人的關節或末端達到期望的位置。關節位置控制器常采用PID算法，也可以采用模糊控制算法。
速度控制：對機器人的關節速度進行控制，通常在目標跟蹤任務中采用。
加速度控制：計算出末端工具的控制加速度，然后分解出各關節相應的加速度，再利用動力學方程計算出控制力矩。
力控制：根據力/力矩的期望值與測量值之間的偏差，控制關節電機，使之表現出期望的力/力矩特性。
力位混合控制：由位置控制和力控制兩部分組成，適用于需要同時考慮位置和力的復雜任務。