從技術的角度來說，運動捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。典型的運動捕捉裝置一般由以下幾個部分組成：
感測器。所謂感測器是固定在運動物體特定部位的跟蹤裝置，它將向 Motion capture 系統提供運動物體運動的位置資訊，一般會隨著捕捉的細緻程度確定跟蹤器的數目。
訊號捕捉裝置。這種裝置會因 Motion capture 系統的型別不同而有所區別，它們負責位置訊號的捕捉。對於機械系統來說是一塊捕捉電訊號的線路板，對於光學 Motion capture 系統則是高解析度紅外攝像機。
資料傳輸裝置。 Motion capture 系統，特別是需要實時效果的 Motion capture 系統需要將大量的運動資料從訊號捕捉裝置快速準確地傳輸到計算機系統進行處理，而資料傳輸裝置就是用來完成此項工作的。
資料處理裝置。經過 Motion capture 系統捕捉到的資料需要修正、處理後還要有三維模型向結合才能完成計算機動畫製作的工作，這就需要我們應用資料處理軟體或硬體來完成此項工作。軟體也好硬體也罷它們都是藉助計算機對資料高速的運算能力來完成資料的處理，使三維模型真正、自然地運動起來。
技術之一：機械式運動捕捉
機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度感測器，可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動時，根據角度感測器所測得的角度變化和連桿的長度，可以得出杆件末端點在空間中的位置和運動軌跡。實際上，裝置上任何一點的運動軌跡都可以求出，剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮杆，用位移感測器測量其長度的變化。
早期的一種機械式運動捕捉裝置是用帶角度感測器的關節和連桿構成一個 " 可調姿態的數字模型 " ，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其他動物或物體。使用者可根據劇情的需要調整模型的姿態，然後鎖定。角度感測器測量並記錄關節的轉動角度，依據這些角度和模型的機械尺寸，可計算出模型的姿態，並將這些姿態資料傳給動畫軟體，使其中的角色模型也做出一樣的姿態。這是一種較早出現的運動捕捉裝置，但直到現在仍有一定的市場。國外給這種裝置起了個很形象的名字： " 猴子 " 。
機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連，物體運動帶動機械裝置，從而被感測器實時記錄下來。
這種方法的優點是成本低，精度也較高，可以做到實時測量，還可容許多個角色同時表演。但其缺點也非常明顯，主要是使用起來非常不方便，機械結構對錶演者的動作阻礙和限制很大。而 " 猴子 " 較難用於連續動作的實時捕捉，需要操作者不斷根據劇情要求調整 " 猴子 " 的姿勢，很麻煩，主要用於靜態造型捕捉和關鍵幀的確定。
技術之二：聲學式運動捕捉
常用的聲學式運動捕捉裝置由傳送器、接收器和處理單元組成。傳送器是一個固定的超聲波發生器，接收器一般由呈三角形排列的三個超聲探頭組成。透過測量聲波從傳送器到接收器的時間或者相位差，系統可以計算並確定接收器的位置和方向。
這類裝置成本較低，但對運動的捕捉有較大延遲和滯後，實時性較差，精度一般不很高，聲源和接收器間不能有大的遮擋物體，受噪聲和多次反射等干擾較大。由於空氣中聲波的速度與氣壓、溼度、溫度有關，所以還必須在演算法中做出相應的補償。
技術之三：電磁式運動捕捉
電磁式運動捕捉系統是比較常用的運動捕捉裝置。一般由發射源、接收感測器和資料處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分佈的電磁場；接收感測器（通常有 10 ～ 20 個）安置在表演者身體的關鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動 , 透過電纜或無線方式與資料處理單元相連。
表演者在電磁場內表演時，接收感測器將接收到的訊號透過電纜傳送給處理單元，根據這些訊號可以解算出每個感測器的空間位置和方向。 Polhemus 公司和 Ascension 公司均以生產電磁式運動捕捉裝置而著稱。這類系統的取樣速率一般為每秒 15 ～ 120 次（依賴於模型和感測器的數量），為了消除抖動和干擾，取樣速率一般在 15Hz 以下。對於一些高速運動，如拳擊、籃球比賽等，該取樣速度還不能滿足要求。電磁式運動捕捉的優點首先在於它記錄的是六維資訊，即不僅能得到空間位置，還能得到方向資訊，這一點對某些特殊的應用場合很有價值。其次是速度快，實時性好，表演者表演時，動畫系統中的角色模型可以同時反應，便於排演、調整和修改。裝置的定標比較簡單，技術較成熟，魯棒性好，成本相對低廉。
它的缺點在於對環境要求嚴格，在表演場地附近不能有金屬物品，否則會造成電磁場畸變，影響精度。系統的允許表演範圍比光學式要小，特別是電纜對錶演者的活動限制比較大，對於比較劇烈的運動和表演則不適用。
技術之四：光學式運動捕捉
光學式運動捕捉透過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。常見的光學式運動捕捉大多基於計算機視覺原理。從理論上說，對於空間中的一個點，只要它能同時為兩部相機所見，則根據同一時刻兩部相機所拍攝的影象和相機引數，可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從影象序列中就可以得到該點的運動軌跡。
典型的光學式運動捕捉系統通常使用 6 ～ 8 個相機環繞表演場地排列，這些相機的視野重疊區域就是表演者的動作範圍。為了便於處理，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關鍵部位，如關節、髖部、肘、腕等位置貼上一些特製的標誌或發光點，稱為 "Marker" ，視覺系統將識別和處理這些標誌。系統定標後，相機連續拍攝表演者的動作，並將影象序列儲存下來，然後再進行分析和處理，識別其中的標誌點，並計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌跡。為了得到準確的運動軌跡，相機應有較高的拍攝速率，一般要達到每秒 60 幀以上。
如果在表演者的臉部表情關鍵點貼上 Marker ，則可以實現表情捕捉。大部分表情捕捉都採用光學式。
有些光學運動捕捉系統不依靠Marker 作為識別標誌，例如根據目標的側影來提取其運動資訊，或者利用有網格的背景簡化處理過程等。研究人員正在研究不依靠 Marker而應用影象識別、分析技術，由視覺系統直接識別表演者身體關鍵部位並測量其運動軌跡的技術，估計將很快投入實用。
光學式運動捕捉的優點是表演者活動範圍大，無電纜、機械裝置的限制，表演者可以自由地表演，使用很方便。其取樣速率較高，可以滿足多數高速運動測量的需要。Marker 數量可根據實際應用購置新增，便於系統擴充。
這種方法的缺點是系統價格昂貴，它可以捕捉實時運動，但後處理（包括 Marker 的識別、跟蹤、空間座標的計算）的工作量較大，適合科研類應用。
技術之五：慣性導航式動作捕捉
透過慣性導航感測器AHRS(航姿參考系統)、IMU(慣性測量單元)測量表演者運動加速度、方位、傾斜角等特性。 不受環境干擾影響，不怕遮擋。捕捉精確度高，取樣速度高，達到每秒1000次或更高。由於採用高整合晶片、模組，體積小、尺寸小，重量輕，價效比高。慣導感測器佩戴在表演者頭上，或透過17個感測器組成資料服穿戴，透過USB線、藍芽、2.4Gzh DSSS無線等與主機相聯，分別可以跟蹤頭部、全身動作，實時顯示完整的動作。
從技術的角度來說，運動捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。典型的運動捕捉裝置一般由以下幾個部分組成：
感測器。所謂感測器是固定在運動物體特定部位的跟蹤裝置，它將向 Motion capture 系統提供運動物體運動的位置資訊，一般會隨著捕捉的細緻程度確定跟蹤器的數目。
訊號捕捉裝置。這種裝置會因 Motion capture 系統的型別不同而有所區別，它們負責位置訊號的捕捉。對於機械系統來說是一塊捕捉電訊號的線路板，對於光學 Motion capture 系統則是高解析度紅外攝像機。
資料傳輸裝置。 Motion capture 系統，特別是需要實時效果的 Motion capture 系統需要將大量的運動資料從訊號捕捉裝置快速準確地傳輸到計算機系統進行處理，而資料傳輸裝置就是用來完成此項工作的。
資料處理裝置。經過 Motion capture 系統捕捉到的資料需要修正、處理後還要有三維模型向結合才能完成計算機動畫製作的工作，這就需要我們應用資料處理軟體或硬體來完成此項工作。軟體也好硬體也罷它們都是藉助計算機對資料高速的運算能力來完成資料的處理，使三維模型真正、自然地運動起來。
技術之一：機械式運動捕捉
機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度感測器，可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動時，根據角度感測器所測得的角度變化和連桿的長度，可以得出杆件末端點在空間中的位置和運動軌跡。實際上，裝置上任何一點的運動軌跡都可以求出，剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮杆，用位移感測器測量其長度的變化。
早期的一種機械式運動捕捉裝置是用帶角度感測器的關節和連桿構成一個 " 可調姿態的數字模型 " ，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其他動物或物體。使用者可根據劇情的需要調整模型的姿態，然後鎖定。角度感測器測量並記錄關節的轉動角度，依據這些角度和模型的機械尺寸，可計算出模型的姿態，並將這些姿態資料傳給動畫軟體，使其中的角色模型也做出一樣的姿態。這是一種較早出現的運動捕捉裝置，但直到現在仍有一定的市場。國外給這種裝置起了個很形象的名字： " 猴子 " 。
機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連，物體運動帶動機械裝置，從而被感測器實時記錄下來。
這種方法的優點是成本低，精度也較高，可以做到實時測量，還可容許多個角色同時表演。但其缺點也非常明顯，主要是使用起來非常不方便，機械結構對錶演者的動作阻礙和限制很大。而 " 猴子 " 較難用於連續動作的實時捕捉，需要操作者不斷根據劇情要求調整 " 猴子 " 的姿勢，很麻煩，主要用於靜態造型捕捉和關鍵幀的確定。
技術之二：聲學式運動捕捉
常用的聲學式運動捕捉裝置由傳送器、接收器和處理單元組成。傳送器是一個固定的超聲波發生器，接收器一般由呈三角形排列的三個超聲探頭組成。透過測量聲波從傳送器到接收器的時間或者相位差，系統可以計算並確定接收器的位置和方向。
這類裝置成本較低，但對運動的捕捉有較大延遲和滯後，實時性較差，精度一般不很高，聲源和接收器間不能有大的遮擋物體，受噪聲和多次反射等干擾較大。由於空氣中聲波的速度與氣壓、溼度、溫度有關，所以還必須在演算法中做出相應的補償。
技術之三：電磁式運動捕捉
電磁式運動捕捉系統是比較常用的運動捕捉裝置。一般由發射源、接收感測器和資料處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分佈的電磁場；接收感測器（通常有 10 ～ 20 個）安置在表演者身體的關鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動 , 透過電纜或無線方式與資料處理單元相連。
表演者在電磁場內表演時，接收感測器將接收到的訊號透過電纜傳送給處理單元，根據這些訊號可以解算出每個感測器的空間位置和方向。 Polhemus 公司和 Ascension 公司均以生產電磁式運動捕捉裝置而著稱。這類系統的取樣速率一般為每秒 15 ～ 120 次（依賴於模型和感測器的數量），為了消除抖動和干擾，取樣速率一般在 15Hz 以下。對於一些高速運動，如拳擊、籃球比賽等，該取樣速度還不能滿足要求。電磁式運動捕捉的優點首先在於它記錄的是六維資訊，即不僅能得到空間位置，還能得到方向資訊，這一點對某些特殊的應用場合很有價值。其次是速度快，實時性好，表演者表演時，動畫系統中的角色模型可以同時反應，便於排演、調整和修改。裝置的定標比較簡單，技術較成熟，魯棒性好，成本相對低廉。
它的缺點在於對環境要求嚴格，在表演場地附近不能有金屬物品，否則會造成電磁場畸變，影響精度。系統的允許表演範圍比光學式要小，特別是電纜對錶演者的活動限制比較大，對於比較劇烈的運動和表演則不適用。
技術之四：光學式運動捕捉
光學式運動捕捉透過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。常見的光學式運動捕捉大多基於計算機視覺原理。從理論上說，對於空間中的一個點，只要它能同時為兩部相機所見，則根據同一時刻兩部相機所拍攝的影象和相機引數，可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從影象序列中就可以得到該點的運動軌跡。
典型的光學式運動捕捉系統通常使用 6 ～ 8 個相機環繞表演場地排列，這些相機的視野重疊區域就是表演者的動作範圍。為了便於處理，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關鍵部位，如關節、髖部、肘、腕等位置貼上一些特製的標誌或發光點，稱為 "Marker" ，視覺系統將識別和處理這些標誌。系統定標後，相機連續拍攝表演者的動作，並將影象序列儲存下來，然後再進行分析和處理，識別其中的標誌點，並計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌跡。為了得到準確的運動軌跡，相機應有較高的拍攝速率，一般要達到每秒 60 幀以上。
如果在表演者的臉部表情關鍵點貼上 Marker ，則可以實現表情捕捉。大部分表情捕捉都採用光學式。
有些光學運動捕捉系統不依靠Marker 作為識別標誌，例如根據目標的側影來提取其運動資訊，或者利用有網格的背景簡化處理過程等。研究人員正在研究不依靠 Marker而應用影象識別、分析技術，由視覺系統直接識別表演者身體關鍵部位並測量其運動軌跡的技術，估計將很快投入實用。
光學式運動捕捉的優點是表演者活動範圍大，無電纜、機械裝置的限制，表演者可以自由地表演，使用很方便。其取樣速率較高，可以滿足多數高速運動測量的需要。Marker 數量可根據實際應用購置新增，便於系統擴充。
這種方法的缺點是系統價格昂貴，它可以捕捉實時運動，但後處理（包括 Marker 的識別、跟蹤、空間座標的計算）的工作量較大，適合科研類應用。
技術之五：慣性導航式動作捕捉
透過慣性導航感測器AHRS(航姿參考系統)、IMU(慣性測量單元)測量表演者運動加速度、方位、傾斜角等特性。 不受環境干擾影響，不怕遮擋。捕捉精確度高，取樣速度高，達到每秒1000次或更高。由於採用高整合晶片、模組，體積小、尺寸小，重量輕，價效比高。慣導感測器佩戴在表演者頭上，或透過17個感測器組成資料服穿戴，透過USB線、藍芽、2.4Gzh DSSS無線等與主機相聯，分別可以跟蹤頭部、全身動作，實時顯示完整的動作。