早期的堆垛機是在橋式起重機的起重小車上懸掛一個門架（立柱），利用貨叉在立柱上的上下運動及立柱的旋轉(zhuǎn)運動來搬運貨物，通常稱為橋式堆垛機。1960年左右在美國出現(xiàn)了巷道式堆垛機。這種堆垛機利用地面導(dǎo)軌來防止傾倒。其后，隨著計算機控制技術(shù)和自動化立體倉庫的發(fā)展，堆垛機的運用越來越廣泛，技術(shù)性能越來越好，高度也越來越高。如今，堆垛機的高度可以達(dá)到40米。事實上，如果不受倉庫建筑和費用限制，堆垛機的高度還可以更高。

堆垛起重機的分類方式很多，主要分類形式如下：
(一)按照有無導(dǎo)軌進行分類
可分為有軌堆垛起重機和無軌堆垛起重機，其中，有軌堆垛起重機是指堆垛起重機沿著巷道內(nèi)的軌道運行，無軌堆垛起重機又稱高架叉車。在立體倉庫中運用的主要作業(yè)設(shè)備有：有軌巷道堆垛起重機、無軌巷道堆垛起重機和普通叉車。
(二)按照高度不同進行分類
可分為低層型、中層型和高層型，其中，低層型堆垛起重機是指起升高度在5m以下，主要用于分體式高層貨架倉庫中及簡易立體倉庫中；中層型堆垛起重機是指起升高度在5～15m，高層型堆垛起重機是指起升高度在15m以上，主要用于一體式的高層貨架倉庫中。
(三)按照驅(qū)動方式不同進行分類
可分為上部驅(qū)動式、下部驅(qū)動式和上下部相結(jié)合的驅(qū)動方式。
(四)按照自動化程度不同進行
可分為手動、半自動和自動堆垛起重機。手動和半自動堆垛起重機上帶有司機室，自動堆垛起重機不帶有司機室，采用自動控制裝置進行控制，可以進行自動尋址、自動裝卸貨物。
(五)堆垛起重機按照用途不同可分為橋式堆垛起重機和巷道堆垛起重機
橋式堆垛起重機是指堆垛貨又有懸掛立柱導(dǎo)向的堆垛起重機；巷道堆垛起重機是指金屬結(jié)構(gòu)有上、下支撐支持，起重機沿著倉庫巷道運行，裝取成件物品的堆垛起重機。

堆垛機的操作方式：
使用堆垛起重機的貨架系統(tǒng)要按貨架的列、層、行的所在貨位分別編號，以便實現(xiàn)向貨位自動地進出庫，也便于利用電子計算機進行在庫管理。實際上，新的大型立體自動倉庫大多采用電子計算機進行在庫管理。然而，為了節(jié)省設(shè)備投資，在小型自動倉牢中，多數(shù)仍采用手動控制和半自動控制。
一、手動控制
手動控制是司機在堆垛起重機的司機臺上一邊查看貨位號碼，一邊操作操縱手柄或按鈕完成行走、升降、貨叉進出。
二、半自動控制
司機在堆垛起重機的司機臺上，按動所需貨位號的按鈕，起重機就自動完成行走、升降各種動作，并停止在的貨位號處。貨叉的進出動作由手動操縱桿或用按鈕進行控制。返回動作大多是按動返回按鈕即可自動返回原位。
三、全自動控制
這是屬于無人操縱的形式，操縱盤裝在起重機外，用按鈕或穿孔卡等為指令。因此，只要按下啟動電鈕，就能遙控堆垛起重機自動進行進出庫動作。近來也有采用磁心存貯器等存貯裝置來存貯各貨位號的庫存量或品種，進行在庫管理的方式。
四、計算機控制
設(shè)置與電子計算機直聯(lián)的地面控制盤，把進出庫指令輸入電子計算機，進行集中控制。通過電子計算機發(fā)出的進出庫指令存貯在地面控制盤上的前置盒式計算器中，計算器一邊控制堆垛起重機把目標(biāo)貨物自動地進出庫，一邊進行進出庫貨位號、品種、次數(shù)等運算，實施在庫管理。
在大型立體自動倉庫中，往往采用這種管理方式。在現(xiàn)已建成的小型立貨架式倉庫中，也有一些采用小型電子計算機進行在庫管理的。

雙立柱堆垛機機架一般是由兩根立柱和上橫梁、下橫梁組合而成，形成一個長方形框架。

雙立柱堆垛機特點：

1.立柱形式分為兩種，即方管和圓管。

2.雙立柱堆垛機擁有較好的剛性和強度，且運行平穩(wěn)。

3.雙立柱堆垛機一般應(yīng)用于高度較高、起重量較大和水平運行速度高的立體倉庫

4.雙立柱堆垛機的起升機構(gòu)：一般采用的是鏈條傳動，通過電機減速機驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)鏈條引載貨臺沿立柱或起升機導(dǎo)軌作升降運動

5.雙立柱堆垛機準(zhǔn)確定位：鏈條牽引載貨臺或配重裝置，受空間尺寸限制，傳動和布置較復(fù)雜，但其會準(zhǔn)確定位。

有軌巷道堆垛起：它是立體倉庫中重要的起重運輸設(shè)備，其主要用于高層貨架倉庫的巷道內(nèi)沿軌道運行，再將位于巷道口的貨物存入貨格之中；與之相反的便是，當(dāng)貨格內(nèi)的貨物取出時則會運送到巷道口內(nèi)，以此完成出入庫作業(yè)。

有軌巷道堆垛機的特點：

1、分類：有軌巷道堆垛機分類方式多樣化，常見的便是按結(jié)構(gòu)形式和運行軌跡來進行分類的。

2、往復(fù)運動：有軌巷道堆垛機是一種在軌道上運行的起重機械，且能在三維空間上（行走、升降、兩側(cè)向伸縮）按照一定的順序組合進行往復(fù)運動，以此來完成集裝單元或揀選貨物的出入庫作業(yè)。

有軌巷道堆垛機結(jié)構(gòu)組成：

它的組成部分大概有十二件，即主要由司機室、貨叉裝置、載貨臺總成、斷繩安全保護裝置、立柱總成、起升裝置、電氣裝置、松繩過載裝置、運行機構(gòu)、上橫梁總成、下橫梁總成和標(biāo)牌及隨車工具等。

堆垛機的選擇：

　　選用何種堆垛機一般有貨物重量、貨物載具結(jié)構(gòu)、貨物吞吐量、立庫高度等綜合考量決定；

　　需要根據(jù)貨物重量確定堆垛機載荷量、機械結(jié)構(gòu)(單立柱或是雙立柱等)，并根據(jù)貨物載具結(jié)構(gòu)選定貨叉結(jié)構(gòu)及是否需要配置托盤(字母托盤)；其次需要根據(jù)立庫高度選擇堆垛機高度;再次根據(jù)貨物吞吐量選擇堆垛機行走速度、起升速度和貨叉伸縮速度。