成功將激光束集成到機械手系統的關鍵在于激光束傳遞本身的特性。一種傳統的方案是采用固態激光器同光纖耦合，然后使用機械手進行導引，使其到達要求的工作位置。
 
該方案的缺點在于低彎曲半徑和光纖的內反射會限制其柔性和可靠性，從而帶來機械損傷。
 
與之對比，CO2激光束通常有較高的光束質量、小的聚焦區域，以及在激光焦點附近的近高斯密度分布。因此，切割寬度很?。ㄍǔH為0.1~0.3mm）。此外，CO2激光的投資和運行成本都低于固態激光器。由于CO2激光的工作波長為10.6m，因此不可能使用玻璃光纖來導引光束，卻可采用導光鏡片來完成。該方法已經在二維應用的三軸系統中得以成功使用，使用預先設置好的鏡片將激光束反射形成光路。
 
過去，早期的機械手CO2激光系統的設計思路如下：在外部機械手內裝有用于傳遞激光束的鏡片，并使激光從激光器傳遞到激光頭。該機械手本身被一只機械手導引（第6軸），從而降低了整個系統的自由運動。
 
另一項開發成果是設計出具有最大輸出功率達2千瓦的激光系統，該系統中激光器被安裝在機械手的軸向上，激光束通過特定的鏡片被傳向激光頭。在這一概念當中，完整的激光源在整個運行中被扛在機械手上，其載荷約為250~300kg。這明顯制約了運動性、精度和系統的動態性能，以及對高速下完成更復雜加工路線時的精度帶來了負面影響。這同樣對激光器及其系統的壽命和維護要求造成負面效應。