所谓四向穿梭车（4-direction shuttle），即可以完成“前后左右”运行的穿梭车。它是相对于传统的多层穿梭车（Multi-shuttle，也称为直线穿梭车）而言的。从结构上看，前者具有两套轮系，分别负责X-方向和Y-方向的运动，而后者只有一套轮系，这是最典型的差异。
1、从应用历史看
四向穿梭车的实际应用时间不长，即使是在欧洲，最早的应用在2013年前后，而多层穿梭车在2000年左右即已经在日本和欧洲开始应用。所以，相对来说，多层穿梭车的技术要更加成熟，四向穿梭车可以认为是对多层穿梭车的一次大的升级。
2、从技术上看
多层穿梭车要解决的问题主要是巷道内的定位问题、供电问题和通讯问题，而四向穿梭车除此之外，要解决的问题还有很多，如换巷道问题，车辆避让问题，车辆调度问题，换层问题等，这是是其复杂之处。四向穿梭车的调度技术甚至是影响整体效率的关键技术。
早期的多层穿梭车，供电基本采用滑触线方式，这是一种比较传统的供电方式，设计相对简单。但对于四向车来说，这种供电方式是行不通的，于是，采用电池供电成为四向穿梭车必须采用的方式，但这一方式的最大问题是增加了车体的重量，增加了车体的尺寸，由于必须在线充电，因此影响了小车的有效工作时间。直到后来，出现了电容充电的方式，才解决了这一问题。
3、从结构上看
四向穿梭车解决了多层穿梭车不能横向移动和换层的问题，这也是四向穿梭车最大的特点。因此也决定了四向穿梭车具有更大的应用范围和更大的灵活性。尽管多层穿梭车目前也采用了可换层技术，但由于不能横向移动的原因，在灵活性方面还是有很大的限制。比如提升机的布置和输送系统的布局，四向穿梭车可以根据具体应用需求，灵活布置，而多层穿梭车则只能每个巷道布置一套提升机系统，这在很多场合限制了设计的灵活性。
4、从应用上看
四向穿梭车由于其具有4个方向的移动能力，其适应场地的灵活性大大增加，有些不规则的场地也可以得到充分利用，这是多层穿梭车所无法比拟的。一方面可以大幅度提升空间利用率，另一方面，在许多老旧仓库改造中，四向穿梭车具有更高的适应能力。
虽然四向穿梭车有很多优点，但也有一些缺点。比如说对货架的要求，四向穿梭车由于有横向轨道的要求，因此对货架的精度要求更高，对安装精度的要求也更高，由此将会导致安装工期和成本的增加；又如，四向穿梭车对调度系统的依赖，无疑增加了系统实施的难度，也提高了技术门槛，增加了成本；此外，从维护角度看，由于四向穿梭车在巷道中的位置不定，横向轨道限制了维护人员进入货架内部的道路，因此一旦出现问题，维修难度增加，反过来对总体设计提出限制要求，对小车和系统的可靠性要求大大增加，无疑限制了它的推广。这都是要注意的问题。
5、从投资成本看
两者的比较应从整个系统来进行对比才合理。构成穿梭车储存系统的主要设备包括穿梭车，货架，提升机，库前输送机，软件系统等几个方面。一般情况下，四向穿梭车的单机价格要高于多层穿梭车，但四向穿梭车利用率高，实际需要的数量要少，配套的提升机数量也要少；货架方面，两者大致相当，四向穿梭车货架略贵；库前输送机多层穿梭车要复杂一些；软件则四向穿梭车要复杂得多。综合比较两者之间的差异要根据具体项目才能确定。