麦克纳姆轮的设计采用了特殊的轮辐结构，每个轮子上安装了一组45度倾斜的轮辐，这样安装的轮子可以在水平方向上自由旋转。通常，一个麦克纳姆轮由几个辊子（Roller）和一个主轮组成。辊子通常安装在主轮的外缘，而且它们的轴线与主轮的轴线相呈45度角。

麦克纳姆轮的独特之处在于，当机器人的四个麦克纳姆轮以特定的速度和方向旋转时，它们产生的合力可以使机器人在平面上实现任意方向的移动。具体来说，当机器人的前两个轮子以相等的速度向前或向后旋转时，机器人向前或向后移动。