第三代实验室自动化系统除多个自动生化分析仪外，还有三个重要的结构组成部分，即标本自动转送系统、标本处理系统和信息处理系统。
(1)标本自动传送系统：系统可将标本在分析前、分析中以及分析后通过传送带或机器人将标本进行自动化转运和传送。传送带转运或传送标本是连续性的，而机器人则是有选择性地将标本送至规定位置。
(2)标本自动处理系统：系统可自动完成标本的分选、离心和装载、揭盖、分装、装卸、复测和贮存等功能。
①分选：是将不同标本按不同分析项目将标本进行分别放置，可由取放机器人或电脑控制的传送带来完成。一个很好的分选自动化系统还能对各待测标本进行溶血、脂血、黄疸等异常标本进行鉴定。
②离心装载：整套自动化系统中有一个自动离心系统，可将标本自动放人离心装置并自动平衡和启动。
③揭盖：系统可将放标本的试管的盖子去掉，然后转运至下一个操作步骤分析。
④分装：将一个标本根据不同的检验需要通过分装自动系统分成若干份，送达不同的分析仪进行分析。
⑤复测：需要重复测定的标本，系统能将该标本送回到标本处理的起始点。
(3)信息处理系统：临床实验室自动化系统具有强大的信息处理功能，该功能不仅可以对所有分析仪的操作进行有效控制，对所有标本的传送、转运、贮存以及贮存后标本进行处理，而且可以对检测结果自动审核，对可疑或不相符的结果自动进行重复试验。信息处理系统还有强大的专家系统和语言处理系统，可对检测结果进行计算机化解释，对医学专家包括实验室高级技术人员提出的疑问进行答疑或重新检查。
