다빈치 수술로봇은 콘솔의 손잡이로 조종하는 주-종 구조 제어 방식이다. 로봇 팔 기술 수행이 정교해서 아주 작은 기구도 몸 안에 삽입할 수 있고 3D입체 영상도 볼 수 있게 설계되었다.
첫째, 다빈치 수술로봇은 주-종(Master-Slave: 마스터-슬레이브) 구조의 제어방식을 취한다. 의사는 환자와 떨어져 수술자 콘솔의 손잡이로 로봇을 조정하고, 사람의 몸과 접촉해서 수술을 수행하는 로봇 팔은 환자 옆에서 작동한다. 둘째, 다빈치는 정교한 로봇 팔 기술을 수행한다. 사람의 손보다 훨씬 작은 직경 5-8mm의 기구가 몸 안에 삽입되고, 사람의 손목관절보다 더 큰 회전 각도를 가진다. 셋째, 다빈치 수술은 3D입체영상을 이용한다. 기존 복강경 수술의 대부분은 2D 모니터를 이용했다. 이에 반해, 다빈치는 현미경을 보듯, 수술자가 접안렌즈에 양안을 가까이 대면 입체영상을 볼 수 있도록 제작되었다.