到目前為止，常用的運動捕捉技術從原理上說可分為機械式、物理慣性傳感器式、電磁式、光學式和聲學式。同時，不依賴于傳感器，而直接識別人體特征的運動捕捉技術也走向應用。不同原理的設備各有其優缺點，一般可從以下幾個方面進行評價：定位精度;實時性;使用方便程度;可捕捉運動范圍大小;成本;抗干擾性;多目標捕捉能力。
1.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傳感器，可以測得關節轉動角度的變化情況。角度傳感器測量并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，并將這些姿態數據傳給動畫軟件，使其中的角色模型也做出一樣的姿態。
機械式運動捕捉優點是成本低，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，機械結構對表演者的動作阻礙和限制很大。
2.物理慣性傳感器運動捕捉
物理慣性傳感器運動捕捉采用多個慣性傳感器，可以對人體主要骨骼部位的運動進行實時測量。系統可根據反向運動學原理測算出人體關節的位置，并將數據施加到相應的骨骼上。由于慣性傳感器主要依賴無處不在的地球重力和磁場，所以這類運動捕捉在任何地點都可以正常使用，無需事先作任何準備工作。是未來動作捕捉的趨勢之一。
3.電磁式運動捕捉
電磁式運動捕捉系統是目前比較常用的運動捕捉設備。一般由發射源、接收傳感器和數據處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場;接收傳感器(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,通過電纜或無線方式與數據處理單元相連。電磁式運動捕捉的優點首先在于它記錄的是六維信息，即不僅能得到空間位置，還能得到方向信息，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，便于排演、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。它的缺點在于對環境要求嚴格，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。
4.光學式運動捕捉
光學式運動捕捉通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。目前常見的光學式運動捕捉大多基于計算機視覺原理。從理論上說，對于空間中的一個點，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圖像和相機參數，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，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。
光學式運動捕捉的優點是表演者活動范圍大，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。其采樣速率較高，可以滿足多數高速運動測量的需要。Marker的價格便宜，便于擴充。
這種方法的缺點是系統價格昂貴，雖然它可以捕捉實時運動，但后處理(包括Marker的識別、跟蹤、空間坐標的計算)的工作量較大，對于表演場地的光照、反射情況有一定的要求，裝置定標也較為煩瑣。特別是當運動復雜時，不同部位的Marker有可能發生混淆、遮擋，產生錯誤結果，這時需要人工干預后處理過程。
5.聲學式運動捕捉
常用的聲學式運動捕捉裝置由發送器、接收器和處理單元組成。發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。通過測量聲波從發送器到接收器的時間或者相位差，系統可以計算并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后，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。由于空氣中聲波的速度與氣壓、濕度、溫度有關，所以還必須在算法中做出相應的補償。
