堆垛機是代表立體倉庫特征的標志。堆垛機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。

堆垛機的操作方式：
使用堆垛起重機的貨架系統要按貨架的列、層、行的所在貨位分別編號，以便實現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，為了節省設備投資，在小型自動倉牢中，多數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
設置與電子計算機直聯的地面控制盤，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貨物自動地進出庫，一邊進行進出庫貨位號、品種、次數等運算，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。

堆垛機作為自動化立體倉庫核心設備，堆垛機應用范圍比較廣泛，一般多用于機械制造業、汽車制造業、紡織業、鐵路等等行業中。它的操作方式有三種，即手動操作，半自動操作，還有一種就是全自動操作，通過這樣操作實現把貨物從一處運輸到另一處的目的。

堆垛機的特點：堆垛機減輕了工人的勞動強度。提高了倉庫的利用率和周轉率。
(1)堆垛機的整機結構高而窄，適合于在巷道內運行?！　?br /> (2)堆垛機有特殊的取物裝置，如貨叉、機械手等?！　?br /> (3)堆垛機的電力控制系統具有快速，平穩和準確的特點，能快速．準確．安全地取出和存入貨物?！　?br /> (4)堆垛機具有一系列的連鎖保護措旅。由于工作場地窄小。稍不準確就會庫毀人亡。所以堆垛機上配有一系列機械的和電氣的保護措施。

堆垛機的選擇：

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

　　需要根據貨物重量確定堆垛機載荷量、機械結構(單立柱或是雙立柱等)，并根據貨物載具結構選定貨叉結構及是否需要配置托盤(字母托盤)；其次需要根據立庫高度選擇堆垛機高度;再次根據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。

堆垛機是自動化立體倉庫輸送系統的核心，是重要的起重運輸設備。在計算機技術的操作下，它沿著導軌在立體倉庫的巷道間來回穿梭，將位于巷道入口處的貨物存放到貨物入口處，或按照指令將貨物取出到巷道入口處，并立完成機械化和自動化的倉儲操作。此外，堆垛機還可以及時處理進出信息，以適應黑暗、低溫等特殊操作環境。堆垛機通過行走、提升和叉三種驅動結構完成操作要求，采用國際的變頻或伺服控制系統和激光地址系統進行全閉環控制，采用條形碼或激光測距等地址方式，實現堆垛機的操作。