堆垛起重机是指采用货叉或串杆作为取物装置，在仓库、车间等处攫取、搬运和堆垛或从高层货架上取放单元货物的专用起重机。它是一种仓储设备。随着仓储自动化的发展，大家在自动化立体仓库可以随处看到堆垛机的身影。
早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架（立柱），利用货叉在立柱上的上下运动及立柱的旋转运动来搬运货物，通常称为桥式堆垛机。1960年左右在美国出现了巷道式堆垛机。这种堆垛机利用地面导轨来防止倾倒。其后，随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的运用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也越来越高。如今，堆垛机的高度可以达到40米。事实上，如果不受仓库建筑和费用限制，堆垛机的高度还可以更高。
无论何种类型的堆垛机一般都由水平行走机构、起升机构、载货台及货叉机构、机架和电气设备等基本部分组成。由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平行走，由提升电机通过链条/钢丝绳/皮带带动载货台做垂直升降运动，由载货台上的货叉做伸缩运动，行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置，提升认址器用于控制载货台升降位置；通过认址器和光电识别，以及通讯号的转化，实现计算机控制，亦可通过控制盘实现自动、半自动和手动控制。
