空間連桿機構專用HD諧波減速機CSF-8-50-2XH-F不是都在互相平行的平面內運動的連桿機構，稱為空間連桿機構。空間連桿機構也可以用來實現剛體導引、函數生成和再現軌跡等功能。和平面連桿機構相比，空間機構具有機構緊湊、運動靈活多樣的特點，但空間機構的分析與綜合要比平面機構復雜和困難得多 。

空間連桿機構專用HD諧波減速機CSF-8-50-2XH-F，與機架相連的構件常相對固定的軸線轉動、移動，或作又轉又移的運動，也可繞某定點作復雜轉動;其余不與機架相連的連桿則一般作復雜的空間運動。利用空間連桿機構可將一軸的轉動轉變為任意軸的轉動或任意方向的移動，也可將某方向的移動轉變為任意軸的轉動，還可實現剛體的某種空間移位或使連桿上某點軌跡近似于某空間曲線。與平面連桿機構相比，空間連桿機構常有結構緊湊、運動多樣、工作靈活可靠等特點，但設計困難，制造較復雜。空間連桿機構常應用于農業機械、輕工機械、紡織機械、交通運輸機械、機床、工業機器人、假肢和飛機起落架中。

空間連桿機構專用HD諧波減速機CSF-8-50-2XH-F采用多自由度的運動副如球面副或圓柱副時，所含構件數即可減少而形成簡單穩定的空間四桿機構或三桿機構。為了表明空間連桿機構的組成類型,常用R、P、C、S、H分別表示轉動副、移動副、圓柱副、球面副、螺旋副。一般空間連桿機構從與機架相連的運動副開始，依次用其中的一些符號來表示。常用空間四桿機構的組成類型有RSSR、RRSS、RSSP和RSCS機構這些機構因含有兩個球面副,結構比較簡單，但繞兩球心連線自由轉動的局部自由度影響高速性能。所有轉動副軸線匯交一點的球面四桿機構,也是一種應用較廣的空間連桿機構，如萬向聯軸節機構。此外，還有某些特殊空間連桿機構，如貝內特機構，其運動副軸線夾角和構件尺度要求滿足某些特殊關系。

此外，空間連桿機構可分為閉鏈型和開鏈型兩類。閉鏈型的空間連桿機構在輕工機械、農業機械和航空運輸機械中得到較多的應用，例如右圖的萬向鉸鏈機構和飛機起落架等等 。