En primer lugar se puede diferenciar las retroexcavadoras, accesorios para tractores, cuyos campos de aplicación son más limitados, y la pala excavadora autopropulsada, o la excavadora hidráulica, la más empleada y versátil. Otra diferenciación se hace entre la excavadora frontal y la retroexcavadora giratoria. La primera trabaja por empuje y dispone de mecanismos del brazo más sencillos, mientras la segunda puede trabajar a cuotas más profundas para realizar excavaciones como zanjas , etc. Estas máquinas, conocidas como excavadoras hidráulicas están preparadas para ejecutar excavaciones en diferentes tipos de suelos que no contengan un elevado contenido de roca. Existe también un híbrido entre los dos tipos llamado también retroexcavadora o pala mixta.
La excavadora giratoria se caracteriza por su capacidad de girar al menos 360º en ambos sentidos y de forma ininterrumpida. Dentro de este grupo de máquinas se puede encontrar modelos de excavadora giratoria de cadenas o giratoria de ruedas.
Las excavadoras pueden distinguirse también entre excavadoras con cadenas y con ruedas. La pala excavadora de cadenas, también conocida como excavadora de oruga, es una máquina diseñada para excavar o mover objetos de gran tamaño. Este tipo de excavadoras se utilizan comúnmente en trabajos de construcción. Entre ellos destacan trabajos como la excavación de agujeros, manejo de materiales, demoliciones, movimientos de tierra, etc. Las excavadoras de ruedas no pueden llegar a los grandes tamaños de las de oruga. Una excavadora de ruedas ofrece soluciones eficientes para trabajos donde se precise de una gran movilidad y se trabaje con menores cargas.
En cuanto al tamaño hay mucha variedad para poder satisfacer las exigencias y condiciones de cada tipo de trabajo. Las miniexcavadoras son fácilmente transportables en camión y pueden operar en espacios muy reducidos y hasta en el interior de edificaciones. El uso de una miniexcavadora ofrece un gran rendimiento y estabilidad de trabajo en pequeños espacios. Las excavadoras de tamaño medio son las más empleadas y las que mayor diversidad ofrecen. Por último existen las excavadoras grandes, o giratorias gigantes. Estas máquinas excavadoras son destinadas a cometidos más específicos como trabajos forestales, grandes construcciones de obra pública y, las más grandes, en la minería a cielo abierto como, por ejemplo, en la obtención de lignito o de pizarras bituminosas.