由于主板是电脑中各种设备的连接载体，而这些设备又各不相同，而且主板本身也有芯片组、各种 I/O 控制芯片、扩展插槽、扩展接口、电源插座等元器件，因此，制定一个标准以协调各种设备的关系是必须的。
所谓主板结构，就是根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状、所使用的电源规格等，制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等结构。其中：
AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板结构，现在已经淘汰。
而 LPX、NLX、Flex ATX 则是 ATX 的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见。
EATX 和 WATX 则多用于服务器/工作站主板。
ATX 是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI 插槽数量在 4-6 个，大多数主板都采用此结构。
Micro ATX 又称 Mini ATX，是 ATX 结构的简化版，就是常说的小板，扩展插槽较少，PCI 插槽数量在 3 个或 3 个以下，多用于品牌机并配备小型机箱。
而 BTX 则是英特尔制定的最新一代主板结构。
1) AT
在 PC 推出后的第三年，即 1984 年，IBM 公布了 PCAT。AT 主板的尺寸为 1312，板上集成有控制芯片和 8 个 I/0 扩充插槽。由于 AT 主板尺寸较大，因此系统单元（机箱）水平方向增加了 2 英寸，高度增加了 1 英寸。这一改变也是为了支持新的较大尺寸的 AT 格式适配卡。将 8 位数据、20 位地址的 XT 扩展槽，改变为 16 位数据、24 位地址的 AT 扩展槽。为了保持向下兼容，它保留 62 脚的 XT 扩展槽，然后在同列增加 36 脚的扩展槽。XT 扩展卡仍使用 62 脚扩展槽（每侧 31 脚），AT 扩展卡使用共 98 脚的的两个同列扩展槽。这种 PC AT 总线结构演变策略，使得它仍能在当今的任何一个 PC Pentium/PCI 系统上正常运行。
PC AT 的初始设计，是让扩展总线以微处理器相同的时钟速率来运行，即 6MHz 的 286，总线也是 6MHz；8MHz 的微处理器，则总线就是 8MHz。随着微处理器速度的增加，增加扩展总线的速度也很简单。后来一些 PC AT 系统的扩展总线速度达到了 10 和 12MHz。不幸的是，某些适配器不能以这样的速度工作或者能很好得工作。因此，绝大多数的 PC AT 仍以 8 或 8.33MHz 为扩展总线的速率，在此速度下，绝大多数适配器都不能稳定工作。
2) Baby AT
AT 主板尺寸较大，板上能放置较多的元件和扩充插槽。但随着电子元件集成化程度的提高，相同功能的主板，不再需要全 AT 的尺寸。因此，在 1990 年推出了 Baby/Mini AT 主板规范，简称为 Baby AT 主板。
Baby AT 主板是从最早的 XT 主板继承来的，它的大小为 158.5，比 AT 主板是略长，而宽度大大窄于 AT 主板。Baby AT 主板沿袭了 AT 主板的 I/0 扩展插槽、键盘插座等外设接口及元件的摆放位置，而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩，再加上大规模集成电路使内部元件减少，使得 Baby AT 主板比 AT 主板布局紧凑而功能不减。
但随着计算机硬件技术的进一步发展，计算机主板上的集成功能越来越多，Baby AT 主板有点不负重荷，而 AT 主板又过于庞大，于是，很多主板商又采取另一种折衷的方案，即一方面取消主板上使用较少的零部件，以压缩空间（如将 I/0 扩展槽减为 7 个甚至 6 个，另一方面将 Baby AT 主板适当加宽，增加使用面积，这就形成了众多的规格不一的 Baby AT 主板。当然这些主板对基本 I/0 插槽、外围设备接口及主板固定孔的位置不加改动，使得即使是最小的 Baby AT 主板，也能在标准机箱上使用。最常见的 Baby AT 主板尺寸是 3/4Baby AT 主板（26.5cm22cm 即 10.78.7），采用 7 个 I/0 扩展槽。
3) ATX
由于 Baby AT 主板市场的不规范和 AT 主板结构过于陈旧，英特尔在 95 年 1 月公布了扩展 AT 主板结构，即 ATX（AT extended）主板标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持。目前，已经成为最广泛的工业标准。97 年 2 月推出了 ATX 2.01 版。
过去，由于 Baby AT 的结构标准首先表现在主板横向宽度太窄（一般为 22cm），使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制了对外接口的数量。这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说，是无法克服的缺点。其次，Baby AT 主板上 CPU 和 I/0 插槽的位置安排不合理。早期的 CPU 由于性能低、功耗小，散热的要求不高。而今天的 CPU 性能高、功耗大，为了使其工作稳定，必须要有良好的散热装置，加装散热片或风扇，因而大大增加了 CPU 的高度。在 AT 结构标准里，CPU 位于扩展槽的下方，使得很多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍 CPU 风扇运转。内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大小是固定的，对安装位置无特殊要求。Baby AT 主板在结构上按习惯把内存插槽安放在机箱电源的下方，安装、更换内存条往往要拆下电源或主板，很不方便。内存条散热条件也不好。此外，由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定的位置，这造成了软硬盘线缆过长，增加了电脑内部连线的混乱，降低了电脑的可靠性。甚至由于硬盘线缆过长，使很多高速硬盘的转速受到影响。
