焊縫跟蹤傳感器按工作原理有多種形式，其中比較重要的是直接式的電弧傳感器，間接式的接觸式傳感器，超聲波傳感器、紅外傳感器以及激光視覺傳感器等。
電弧傳感器：
電弧傳感器是一種常見的焊縫跟蹤傳感器。通過電弧相對焊縫的擺動，直接利用焊接電弧參數的變化計算出焊槍至工件的距離變化量，進而計算出坡口的位置形狀信息。電弧傳感器的優點是不需要在焊槍上添加附加設備，成本低廉，缺點是對焊縫坡口形狀依賴較大，只適應一些對稱坡口焊縫。
接觸式傳感器：
接觸式傳感器一般在焊槍前方采用探針和焊縫或工件的一個側壁接觸，通過探針把焊縫位置的變化通過光電、滑動變阻器、力覺等方式轉換為電信號，以供控制系統跟蹤焊縫。其特點是不受電弧干擾，工作可靠，成本低，曾在生產中得到過廣泛應用，但跟蹤精度不高，探針易磨損變形，不適應復雜坡口焊縫的跟蹤或高速焊接。目前正在被其它傳感方法取代。
超聲波傳感器：
超聲波傳感器具有無接觸、價格低廉的特點，也應用于焊縫檢測中。超聲波傳感器掃描焊縫，通過檢測回聲的時間得到焊縫的位置信息和幾何形狀。但也有其缺陷，環境溫度、溫度梯度、噪聲、保護氣流等因素都會干擾、衰減超聲波，影響傳感器的測量精度，難以滿足高精度焊縫跟蹤的要求。
紅外傳感器
紅外傳感器通過檢測焊接過程中熔池及熔池周圍的熱圖像，控制系統根據熔池溫度場分布的對稱性判斷電弧是否對中或發生偏移，實時反饋給執行機構從而實現焊縫跟蹤。這種方法成本低但易受弧光干擾。
激光視覺傳感器：
激光視覺傳感器前景被看好的焊縫跟蹤傳感器。激光二極管通過鏡頭組生成線結構光，投射到被檢測物體上，投射到物體上的光發生漫反射，通過接收鏡頭組，在CMOS傳感器上成像，這些圖像信息經過處理，可以生成被測物體的工作距離、位置、形狀等信息，通過對監測數據分析處理，計算并修正機器人焊接軌跡偏差。通過激光視覺傳感器不僅可以得到有關焊縫的信息，而且還可以對焊后熔池寬度進行觀測。激光視覺傳感器以其高靈敏度、高精度、抗電磁干擾，與工件無接觸，獲得焊縫信息豐富等優點，越來越受到重視，已成為焊縫跟蹤傳感器主流產品。
