堆垛起重機也稱堆垛機，是立體倉庫中最重要的起重運輸設備，是代表立體倉庫特征的標志。它的主要作用是在立體倉庫的通道內來回運行，將位于巷道口的貨物存入貨架的貨格，或者取出貨格內的貨物運送到巷道口。

堆垛機主要由下橫梁、載貨臺、貨叉機構、立柱、上橫梁、水平運行機構、起升機構、電控柜、安全保護裝置和電氣控制系統等幾大部分組成。

1、主體結構：堆垛機主體結構主要由上橫梁、立柱、下橫梁和控制柜支座組成。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結構，截面性能好，下橫梁上兩側的運行輪軸孔在落地鏜銑床一次裝夾加工完成，確保了主、被動輪軸線的平行，從而提高了整機運行平穩性；立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側一次焊接兩條扁鋼導軌，導軌表面進行硬化處理，耐磨性好。在焊接中采用了具有特殊裝置的自動焊接技術，有效克服了整體結構的變形；上橫梁焊于立柱之上，立柱與下橫梁通過法蘭定位，用高強度螺栓連接，整個主體結構具有重量輕、抗扭、抗彎、剛度大、強度高等特點。

2、載貨臺：載貨臺是通過起升機構的動力牽引做上下垂直運動的部件，由垂直框架和水平框架焊接成的L形結構，垂直框架用于安裝起升導輪和一些安全保護裝置。水平框架采用無縫鋼管制成，完全能夠滿足載貨的要求。

3、水平運行機構：水平運行機構是由動力驅動和主被動輪組組成，用于整個設備巷道方向的運行。

4、起升機構：起升機構是由驅動電機、卷筒、滑動組和鋼絲繩組成，用于提升載貨臺做垂直運動。

5、貨叉機構：貨叉伸縮機構是由動力驅動和上、中、下三叉組成的一個機構，用于垂直于巷道方向的存取貨物運動。下叉固定于載貨臺上，三叉之間通過鏈條傳動做直線差動式伸縮。

6、導輪裝置：堆垛機共采用了上下水平導輪和起升導輪三組導輪裝置，上下水平導輪分別安裝在上下橫梁上，用于導向堆垛機沿巷道方向做水平運動。起升導輪安裝于載貨臺上，沿立柱導軌上下運動，導向載貨臺的垂直運動，同時通過導輪支撐荷重，并傳遞給主體結構。

立體倉庫堆垛機采用先進的自動化物流倉儲設備，實現立體庫存儲的自動化管理，達到及時自動為輸送線補給缸體組芯和空托盤，同時在輸送線上實現及時為下一工位輸送貨物，控制采用手動、自動兩種形式，更靈活處理輸送時出現的異常問題。