本书全书总共15章，第2章主要回顾一下与本书相关的一些数学基础知识与概念，如线性变换、矩阵理论、射影几何、线几何以及微分流形等。第3-6和15章是本书的基础理论部分，主要是有关机器人运动的李群和李代数、旋量理论、以及对偶四元数等，同时这部分内容也构成了本书的核心知识体系。第7-14章是对前述基础理论的拓展深化及应用，包括互易旋量系与线几何及其在机器人自由度分析与构型综合中的应用、POE运动学建模方法、运动学性能分析与评价、静力学与静刚度分析、动力学、轨迹规划与导航、视觉SLAM等。