1、按貨架高度分類
根據貨架高度不同，細分為高層立體倉庫（15米以上）、中層立體倉庫（5～15米）及低層立體倉庫（5米以下）等。 由于高層立體倉庫造價過高，對機械裝備要求特殊、且安裝難度較大，因而相對建造較少；底層立體倉庫主要用于老庫改造，是提高老庫技術水平和庫容的可行之路；較多的是中層立體倉庫。
2、按貨架構造分類：分為單元貨格式立體倉庫、貫通式立體倉庫、自動化柜式立體倉庫、條型貨架立體倉庫
3、按建筑物構造分類：分為一體型立體倉庫、分離型立體倉庫
4、按立體倉庫裝取貨物機械種類分類：分為貨架叉車立體庫、巷道堆垛機立體庫
5、按操作方式分類：
1）人工尋址、人工裝取方式。由人工操作機械運行并在高層貨架上認址，然后由人工將貨物由貨架取出或將搬運車上的貨物裝入貨架。
2）自動尋址，人工裝取方式。按輸入的指令，機械自動運行尋址認址，運行到預定貨位后，自動停住，然后由人工裝貨或從貨架中取貨。
3）自動尋址、自動裝取方式，是無人操作方式。按控制者的指令或按計算機出庫、入庫的指令進行自動操作。 以上三方式，人工尋址、人工裝取主要適用于中、低層立體倉車，另兩種適用于中、高層立體倉庫。
6、按功能分類
1）儲存式立體倉庫，以大量存放貨物為主要功能，貨物種類不多，但數量大，存期較長。各種密集形貨架的立體倉庫都適于做儲存式倉庫。
2）揀選式立體倉庫，以大量進貨，多用戶、多種類、小批量發出為主要功能的立體倉庫。這類倉庫要創造方便揀選和快速揀選的條件，因此，往往采取自動尋址認址的方式。由于用戶需求差異較大，難以整進整出，因此，不適合用自動化無人作業方式，而使用人工揀選。揀選式立體倉庫較多用于配送中心。