采用具有各种悬挂工艺装置的自行式机械，把木材采运过程中传统上分为各个独立工序的伐木、打枝、造材、归堆、集材、装卸等，合并为由两三台甚至一台机器来完成的机械设备组合。是实现伐区作业综合机械化的主要手段。
世界林业发达国家在20世纪50年代末期先后实现了木材采运机械化。伐区作业使用的机械设备主要是单工序机械，如油锯、集材拖拉机和绞盘机等。虽然作业机械化的水平高，但在工序内和工序间仍然需要大量手工劳动的配合，这就限制了伐区生产率的进一步提高。因此，为了大幅度提高伐区劳动生产率，降低生产成本和劳动量的消耗，必须在各个工序普遍地使用机器生产，以实现伐区作业的综合机械化，这是当前世界各林业发达国家伐区生产技术的主要发展方向。
伐区作业机械系统是木材采运机械化的重大发展，它避免了工序间的停歇，缩短了生产周期，减少了作业人员和机器设备，实现了排除手工劳动，由机器操作的综合机械化。从60年代以来，美国、加拿大、瑞典、芬兰和苏联等国在继续改进和发展传统的单工序机械的同时，大力加强了伐区作业机械系统的研究工作，并取得了较大的进展。到80年代完成多工序作业的机械系统已在这些国家的平原缓坡的皆伐和疏伐林地广泛应用。
中国在1976年引进了芬兰的瓦尔麦特（Valmet）及罗克莫（Lokomo）型的伐区机械系统，曾先后在广东和黑龙江林区进行了生产性试验。在1980年又引进了美国的万国（International）型的伐区机械系统，在吉林林区进行了生产性试验。
机械的基本结构
由主机（底盘）和工艺装置两部分组成。主机大多以轮式和履带式集材机的底盘为通用底盘。底盘牵引力一般以30～35千牛居多。轮式底盘都是液压铰接转向，它的驱动型式有双轴驱动和三轴驱动两种。第一种多用于运输作业，如集材等，也用于各种工艺目的，如伐木、打枝、造材等；第二种主要用于各种工艺目的。发动机功率从36.8～368千瓦不等，但以59～118千瓦居多。传动系多为液力变矩器或动力换档变速箱。工艺装置主要有液压关节式起重臂、抓木装置、液压伐木剪、圆盘铣刀或链锯、液压打枝刀头、造材剪（或圆锯）及承载梁等。
机械的种类
伐区作业机械按其作业类别可分为伐木机、集材机、加工机及装车机4类。其下又分若干种类。
伐木机
以履带式或轮式拖拉机为主体。其伐木装置为伐木剪或圆盘铣刀，装在拖拉机前端，由液压操纵。在拖拉机运行时，可利用液压提升装置将伐木装置提升离地，使之处于倾斜状态。
伐木—归堆机是单人操作的轮式或履带式机械，用来伐木和归堆，以供下一步把伐倒木集运到道旁，或在伐区内将其加工成原条或原木。分为关节臂式和短轴距底盘式两种类型。①关节臂式：臂末端带一伐木头，内有链锯或剪，用来切断树木，将树木举离地面，向预定伐倒方向回转，并将其归成堆，使树木大头一齐；②短轴距底盘式：有一对短的闭合式抓树臂和剪，它通过移动和转动整个机械来完成归堆作业。（见伐木—归堆机）
伐木—打枝—归堆机
是在具有关节臂的伐木归堆机上增设打枝、截梢机构，使能在一台机械上对一棵树进行切割的同时，对另一棵伐倒木打枝、截梢，因而生产效率较高。它归堆的原条，由2台拖集集材机拉走，是目前被认为最有效的作业方式之一。
伐木—拖集集材机
具有切断树木并把伐倒木送到集捆装置中的设备。这种装置在集捆和在集材过程中能抓住树干，使其部分在地面上拖动。该机械有履带式或轮式底盘。伐木设备装在驾驶室后车架上，它包括一个回转主柱、关节臂及其末端铰接的抓树臂和伐木头。集捆装置由夹持承载梁和卸载板组成。
伐木—打枝机
分为履带式和轮式两种类型。①履带式：是在伐木—归堆机的基础上，在伐木头上加装进料辊和打枝刀。作业时，树木被剪断并垂直举起，送到打枝场地，再放倒呈水平状态。打枝刀闭合，进料辊开动，把树木从打枝刀中间拖过，自动截去梢头后，落到地上归堆。②轮式：是伐木—造材机的变型，仅是将树木供料抓具换成轻型伐木头，也能拖曳伐下的树木并将其送给打枝刀头。但不能像伐木—归堆机那样将树木垂直举起及抓住。
伐木—打枝—造材机
是在伐区内伐木和生产原木的机械。这类机械是伐木—打枝机的变型，只是在伐木打枝头中又加进原木造材功能。当树木被进料辊从打枝刀中间拖过时，被限位板停止，造材剪（实际上是伐木剪）开始动作，原木被切断并落到地上。它也像伐木—打枝机一样，既有履带式的，也有安在轮式铰接底盘上的。
打枝—造材机
又称程序加工机。安装在6轮铰接式车辆上，能在伐区的道旁和装车场工作。分为伸缩式供料臂及关节臂两种。作业时，伐倒木的大头放进打枝机的进料辊中，打枝刀和造材圆锯开始动作，造材按指令进行，较短的纸浆材则为自动造材。锯成这两种原木后都将被集运走。
打枝机
分为单株打枝机和多株打枝机两种类型。①单株打枝机：有自行式和移动式两种。自行式安装在集材机上，移动式安装在6轮铰接式车架上。有一个伸缩式打枝臂，臂端有打枝刀头。在臂上安有抓具，用来把树木从打枝刀头中间拖过。它可在伐区内和道旁打枝。②多株打枝机：又称链式连枷型打枝机。打枝机构是一个辊筒，上有几十条长短不一的链条，沿辊筒交错排列成几行。辊筒由一液压马达带动，以恒速运转，不受车速影响。这种机械在道旁的一堆或较薄的一层伐倒木上工作，连枷以很大的冲击力抽打树木，将枝桠折断。（见打枝机）
造材机
在伐区道旁或贮木场将原条造成原木的移动式机械。其主要组成是：带有驱动辊轮的传送机进料口；为传送机供料的带有支点式抓钩的关节臂；2～3个手动控制的横截锯；在某些情况下带有原木抓钩的关节臂。机械是长车体的重型机械，由充气轮胎支承。（见造材机）
原木采伐联合机
是一种铰接式机械。用于伐区内进行伐木、打枝、造材和截梢，并将生产出的原木运到道旁，卸到汽车或挂车上，或堆在道旁。联合机的驾驶室、关节式抓树臂、卸材臂和打枝造材塔架安装在前车架上。发动机和装材框架装在后车架上。抓树臂上有一个伐木剪，有附加的多棵树存材装置。树木加工时与垂直状态呈倾斜角，以保证打掉的枝桠不致落到机械上。它可加工直径达40厘米的原木。
移动式削片机
在伐区道旁对整棵伐倒木进行削片的机械。通常装在半挂车上，长8～12米、重10～20吨不等。它包括一个带有压力进料辊的进料传送机、双刀或三刀削片机，刀盘直径可达1.7米，分别由276～294千瓦或331～405千瓦的发动机驱动，一个向传送机供料的带抓钩的关节臂，以及向挂车或其他车厢运送木片的风力管道。（见削片机）
道旁装车机
分为关节臂式及前置式两种主要类型。①关节臂式：机械是可回转的，安在本身的机动车上，或安在有相当总重量的6×4汽车平板车上。所有轮式装车机均有外伸支腿。当装车机安在汽车上时，驱动液压装车机油泵的发动机安设在转盘上。它可配上一个纸浆材抓钩来装原木，或配上一个支点式起重臂抓钩来装原条。小型关节臂装车机装在运材汽车驾驶室后面的车架上或组合车辆上，构成自装运材汽车。②前置式：安在履带式拖拉机底盘上或4轮驱动的铰接式底盘上。这类装车机均具有颚爪式抓木器，带有（或不带）延伸臂以增大举升高度，并有一个“抛掷器”能在高举时帮助从颚爪中卸下木材。这种装车机通常用来装锯材、长原木和原条。
机械系统的机械组合
按作业方式分为生产原木、原条和伐倒木作业用的3种机械系统类型。每一类型中有几种机械系统方案，按系统中机械组合的数目分，可分为三机、二机和单机体系。在进行原木作业时，在伐区普遍采用由伐木—归堆机、打枝—造材机和原木全载式集材机的三机体系，亦有采用伐木—拖集集材机和打枝—造材机组成的二机体系，还有由一台原木采伐联合机完成伐区全部作业的单机体系。在进行原条作业时，有伐木—归堆机、打枝机和原条拖集集材机组成的三机体系；二机体系有两种：一种是伐木—拖集集材机与打枝机配套，另一种是伐木—打枝—归堆机和原条拖集集材机配套。还有由一台原条采伐联合机完成伐区全部作业的单机体系。在进行伐倒木作业时，有由伐木—归堆机和拖集集材机或由伐木机和拖集集材机组成的二机体系，还有由一台伐木拖集集材机完成伐区全部作业的单机体系。机械系统完成各工序的地点和顺序，以及每种具体情况的机械系统的选择，根据木材采运企业作业的不同自然生产条件来确定。
瑞典和芬兰两国主要采用原木作业的机械系统。美国和加拿大两国除采用原木作业的机械系统外，有些地区亦使用原条作业的机械系统。苏联则主要发展原条作业的机械系统。在70年代以来，随着伐区作业机械系统的发展，各国逐步形成了不同的产品系列和与之相应的生产工艺。在北美和北欧地区国家，机械系统大多用于生产纸浆材原木，仅少部分生产锯材及胶合板材，且主要用于中小径级的同龄林林分中。