Básicamente, los robots de la actualidad son dispositivos mecánicos controlados por un microprocesador que realizan una función o proveen de una interface entre máquinas y procesos. Pueden ser lo suficientemente "inteligentes" para tomar cierto tipo de decisiones. Sin embargo, para que su uso sea práctico, es necesario reducir su tamaño, complejidad mecánica y costo de instalación. Esto se puede lograr principalmente mediante el uso intensivo de tecnología en computación y control.
Los robots pueden duplicar la habilidad manipulativa humana con una mayor precisión. Su flexibilidad y versatilidad los hace adecuados para pequeños trabajos secuenciales que constituyen la mayor parte de las actividades de producción en la industria. Hoy, los robots relevan a los seres humanos de labores que son peligrosas, mundanas, o altamente repetitivas. Debido a su costo, en la mayoría de los casos su uso se justifica por razones no-económicas.
Sin embargo, los robots son relativamente lentos y tienen una limitada exactitud, fuerza y versatilidad. Debido a esto, los manipuladores robóticos de la actualidad resultan ser poco satisfactorios para muchas aplicaciones. La exactitud de los robots está limitada por la precisión y durabilidad de sus mecanismos de transmisión de fuerza, tales como líneas y válvulas hidraúlicas, trenes de engranajes, bandas, cadenas o ligas. Todos estos elementos tienen cierta limitación de movimiento y se gastan con el uso, haciendo más difícil el control de movimiento del robot.
La mayoría de los robots de uso en la actualidad deben ser "enseñados", llevándolos a través de sus tareas en detalle. Sin embargo, muchas tareas como soldadura de partes, pintura de superficies irregulares o ajuste de piezas requieren de recalibraciones mientras el trabajo se desarrolla. Tales trabajos son sencillos para los seres humanos, pero sumamente difíciles para los robots, ya que tienen que ser capaces de obtener información sensorial de atributos clave de las piezas de trabajo para hacer las recalibraciones necesarias.
Para realizar su trabajo, los robots requieren sensores que puedan medir las piezas a trabajar y su orientanción. Tales sensores proveen al sistema de control del robot con un flujo de datos que es filtrado, modificado e interpretado a fin de hacer las decisiones pertinentes. Sin embargo, los sensores son piezas delicadas que detectan características del ambiente en rangos determinados de acción. Por ejemplo, los sistemas de "visión" dependen de tipos especiales de luz y otras técnicas para poder producir una imagen que el robot pueda interpretar. Los sistemas de visión computarizada que distinguen siluetas en blanco y negro están en uso desde hace tiempo. Estos sistemas dependen de iluminación especial y otras técnicas para producir imágenes de alto contraste. Otros sistemas más avanzados de visión pueden reconocer formas, deducir detalles de áreas sombreadas, determinar distancias y "ver" en tres dimensiones mediante medición estereoscópica (como lo hace la visión del ser humano, utilizando ambos ojos). 
Un áres de investigación es el desarrollo de software, lo que permite a los robots "aprender por experiencia", y hacer una planificación de mayor nivel. Dado un objetivo y las entradas sensoriales necesarias, se puede modificar o crear un programa de instrucciones, con el cual el robot "aprende" como realizar un trabajo. Mejoras en los lenguajes de programación han permitido la transición a robots más "inteligentes". Sin embargo, el uso de lenguajes de programación explícitos require de un operador humano quien especifica y manipula posiciones y trayectorias. En contraste, se han desarrollado nuevos lenguajes de alto nivel para modelación de ambientes (world-modeling languages), que contienen instrucciones simples pero a la vez poderosas en el sentido de que una vez especificadas las instrucciones, generan y manipulan automáticamente posiciones y trayectorias del robot. Tales lenguajes pueden ser utilizados sólo si el robot es controlable por una computadora de propósito general.
