达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院(原名斯坦福研究学院)研发的机器人外科手术技术为基础。Intuitive Surgical随后与IBM、麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开发。FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。 简单地说，达芬奇机器人就是高级的腹腔镜系统。大家可能对现在流行的微创治疗手段如：胸腔镜、腹腔镜、妇科腔镜等有所了解，达芬奇机器人进行手术操作的时候也需要机械臂穿过胸部、腹壁。达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。
1.外科医生控制台
主刀医生坐在控制台中，位于手术室无菌区之外，使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。正如在立体目镜中看到的那样，手术器械尖端与外科医生的双手同步运动。
2.床旁机械臂系统
床旁机械臂系统(Patient Cart)是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。为了确保患者安全，助手医生比主刀医生对于床旁机械臂系统的运动具有更高优先控制权。
3.成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，在手术过程中位于无菌区外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。外科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维(3D)镜头，对手术视野具有10倍以上的放大倍数，能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，使主刀医生较普通腹腔镜手术更能把握操作距离，更能辨认解剖结构，提升了手术精确度。
4.优势
（一）从患者角度
①手术操作更精确，与腹腔镜(二维视觉)相比，曲线较腹腔镜短，因三维视觉可放大10-15倍，使手术精确度大大增加,
②减少失血量，减少术中的组织创伤和炎性反应导致的术后粘连。。
③创伤更小使微创手术指征更广,增加美容效果。
④减少术后疼痛。
⑤术后恢复快，愈合好,缩短住院时间,更快投入工作。
（二）从医生角度
①达芬奇手术机器人增加视野角度
②减少手部颤动，机器人“内腕”较腹腔镜更为灵活，能以不同角度在靶器官周围操作
③较人手小，能够在有限狭窄空间工作
④使术者在轻松工作环境工作，减少疲劳更集中精力
⑤减少参加手术人员。
医生的有利之处归根到底还是服务患者。例如，机器人提高精确度，便能节省出手术时间从而减少术者疲劳，这样可以进一步防止术者手部颤动,医生精力更集中，手术更完美。