X-Y定位系統是貼片機的關鍵機構，也是評估貼片機精度的重要指標。它有兩種形式：一種是PCB做X-Y方向的正交運動；另一種是由貼片頭做X-Y坐標平移運動，而PCB仍定位在一定精度的PCB定位工作臺上，這兩種運動方法都是為了將被貼裝的元器件準確拾放到PCB的焊盤上。

PCB做X-Y方向的正交運動的結構常見于塔式旋轉頭類的貼片機中。在這類高速機中，其貼片頭僅做旋轉運動，而依靠進料器的水平移動和PCB承載平面的運動完成貼片過程。貼片頭做X-Y坐標平移運動，即把貼片頭安裝在X導軌上，X導軌沿Y方向運動，從而實現在X-Y在X-Y方向貼片的全過程。這類結構在通用型貼片機中比較多見。

還有一類貼片機，貼片機的貼片頭安裝在X導軌上，并僅做X方向運動，而PCB的承載臺僅做Y方向運動，工作時兩者配合完成貼片過程。其特點是X、Y導軌均與機座固定，它屬于靜式導軌結構。