機械式運動(dòng)捕捉依靠機械裝置來(lái)跟蹤和測量運動(dòng)，典型的系統由多個(gè)關(guān)節和剛性連桿組成。在可轉動(dòng)的關(guān)節中裝有角度傳感器，可以測得關(guān)節轉動(dòng)角度的變化。裝置運動(dòng)時(shí)，根據角度傳感器的數據和連桿的長(cháng)度，可以得出A點(diǎn)在空間的運動(dòng)軌跡。實(shí)際上，裝置上任何一點(diǎn)的運動(dòng)軌跡都可以求出。剛性連桿也可以換成長(cháng)度可變的伸縮桿，用位移傳感器測量其長(cháng)度的變化。
運動(dòng)捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動(dòng)物體與機械結構相連，物體運動(dòng)帶動(dòng)機械裝置運動(dòng)，從而被傳感器記錄下來(lái)。另一種形式是用帶角度傳感器的關(guān)節和連桿構成一個(gè)“可調姿態(tài)的數字模型”，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其它動(dòng)物、物體。使用者根據劇情的需要，調整模型的姿勢，然后鎖定。關(guān)節的轉動(dòng)被角度傳感器測量記錄，依據這些角度和模型的機械尺寸，計算出模性的姿態(tài)。這些姿態(tài)數據傳給動(dòng)畫(huà)軟件，使其中的角色模型也做出一樣的姿勢，這是一種較早出現的運動(dòng)捕捉裝置。
直到現在仍有一定的市場(chǎng)，國外給這種裝置起了個(gè)很形象的名字：“猴子”。但“猴子”較難用于連續動(dòng)作的實(shí)時(shí)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，主要用于靜態(tài)造型捕捉和關(guān)鍵幀的確定。
現代的機械式運動(dòng)捕捉技術(shù)則不必再去調整模型的姿態(tài)，而是可以實(shí)時(shí)采集人體的運動(dòng)數據，只需利用一套外骨骼系統將角度傳感器固定在表演者的身上，就可以進(jìn)行人體的動(dòng)作數據采集。
優(yōu)點(diǎn)：
成本低，它的花費可能只是光學(xué)式運動(dòng)捕捉的1/4，電磁式捕捉的1/2。裝置定標簡(jiǎn)單，精度也較高。可以很容易地做到實(shí)時(shí)數據捕捉，還可以容許多個(gè)角色同時(shí)表演。
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