自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产物。主要由货物存储系统、货物存取和传送系统、控制和管理三大系统组成，还有与之配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重计量系统、信息流通系统等。
⑴货物存储系统：由立体货架的货格(托盘或货箱)组成。立体货架机械结构分为分离式、整体式和柜式三种。其高度分为高层货架(12米以上)、中层货架(5米至12米)、底层货架(5米以下)，按货架形式分为单元货架、重力货架、活动货架和拣选货架等。
⑵货物存取和传送系统：该系统承担货物存取、出入仓库的功能，由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。堆垛机结构形式多种多样，通常可分为单柱、双柱结构;有轨、无轨结构，人工操作、非人工操作，人控、PC控、遥控等方式。行走动力分电力、电瓶、内燃动力等;其行动方式有直线运动和回转运动，合起来可以有四个自由度，也有多达六个自由度的。出入库输送机可根据货物的特点采用传送带输送机、机动辊道、链传动输送机等，主要将货物送到堆垛机下料位置和货物出入库位置。装卸机械承担货物出入库装车或卸车的工作，一般由行车、吊车、叉车等机械组成。
⑶控制和管理系统：根据自动化立体仓库的具体情况，采取不同的控制方式。有的仓库采取单台PLC控制，机与机无联系;有的仓库对单台机械进行联网控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制机械组成控制系统。
自动化立体仓库的管理系统和自动化控制采用三级管理方式，如图2-2所示，即上位管理级、中位监控级和下位控制级。管理系统的计算机不仅要处理全部货物数据，还要在货物入出库等作业时向仓库内的有关设备发出各种相应作业命令;主终端即总服务器，通常是由系统管理员操作，它具有对整个系统管理和控制的最高权限：用户端1，2，…，n即各工作站，可分别设置在仓库入库端、出库端，或各有关部门;设备1，2，…，n在本系统中为堆垛机，一般都由自身装备的可编程序控制器(PLC)控制，中位监控机由IBM l0C机构成，全自动方式运行时，监控机对堆垛机的控制是通过与PLC的通信来完成。
⑴监控机、工作站和服务器构成局域网。工作站对服务器中货物和货位数据库进行登录、查询、删除和添加等数据库操作，并将作业指令和作业地址传送给监控机。
⑵监控机与下位机PLC通信采用RS232串口通信。与PLC通信的交换信息有：任务信息、应答信息、查询信息等。任务信息包括作业指令(入库、出库)和作业地址(源地址、目标地址);应答信息是下位机接收到监控机发出的命令字后回送给监控机的信息;查询信息是监控机每隔一定时间(很短)对所有下位机标志位区进行一轮查询，查询的主要内容有任务完成信息、故障信息等。
监控机与PLC采用主从式通信方式，PLC只对监控机的命令进行响应，而不主动发送数据。在堆垛机处于运行状态时，监控机要实时地对它们的运行状态进行查询，以决定下一步的工作。监控机是多任务实时操作，在控制下位机的同时还要接收管理级发来的数据。