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年左右在美國出現了巷道式堆垛機。這種堆垛機利用地面導軌來防止傾倒。其后，隨著計算機控制技術和自動化立體倉庫的發展，堆垛機的運用越來越廣泛，技術性能越來越好，高度也越來越高。如今，堆垛機的高度可以達到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設備有：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)按照驅動方式不同進行分類
可分為上部驅動式、下部驅動式和上下部相結合的驅動方式。
(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向的堆垛起重機；巷道堆垛起重機是指金屬結構有上、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。

作為自動倉儲系統的核心設備，堆垛機具有穩定、可靠的機械電氣性能，優良的入出庫處理能力完全滿足用戶需求。
堆垛機主要有三個方向的運動：
行走：堆垛機在馬達驅動下沿巷道前后往返運動
升降：升降臺在馬達驅動下沿主柱上下往返運動
叉取：貨叉在馬達驅動下在入出庫站或貨位移載貨物

堆垛機是立體倉庫中的主要起重運輸設備，也是立體倉儲系統中具代表性的設備。堆垛機的歷史早可以追溯到上世紀中葉，美國便出現了利用橋式起重機改造的堆垛機雛形，在1960年代誕生了早期巷道式堆垛機，隨著堆垛機的逐漸完善，正式宣告了立體倉儲時代的到來，人類的倉儲空間向三維立體化發展。半個世紀以來，堆垛機經歷了手動操控、半自動操控、全自動操控和數字化操控時代，變得更快、更高、更安全，技術性能越來越好，高度也越來越高，堆垛機歷久彌新的核心原因在于解決了倉儲過程中的三大難題：空間利用率顯著提高，全自動化操作，有效節省人力，全過程可被追溯，有效助力了物流信息自動化。堆垛機是立體倉儲系統中具有代表性的設備之一，威仁科技深耕智慧物流行業十余載，堆垛機作為企業核心產品，具有穩定、、可靠等特點，廣泛適用于各類型立體倉庫、線邊庫存儲系統等。

堆垛機是現代物流倉儲中不可或缺的重要設備，可以提高作業效率，降低成本，能夠地完成貨物的入庫、存儲、出庫等一系列操作，為企業提供、可靠的倉儲服務。堆垛機一般由上橫梁、下橫梁、載貨臺、立柱、水平運行機構、起升機構、機架、安全保護裝置、電氣控制系統和電控柜等幾部分組成。