微型和超微型機器人的應用領域非常廣闊，它可以用於航海、農業；通信、航空航天、家庭和醫療等方麵。例如：扔下成千上萬個微型機器人去咀嚼輪船底部的貝類和苔蘚，能節省航行能源。將成千上萬個微型機器人撒在土豆地內，讓它們去咬死害蟲，使土豆有好收成。飛行微型機器人載著濕度儀和紅外傳感器在田野上飛翔，當發現農田有幹旱現象時，便降落在灌溉係統的閥門上，將幹旱信息傳輸給傳感器，打開閥門，定量灌溉農田。
微型機器人可以攜帶攝像機和微型光纖，進入人類無法到達的地方去觀察環境，存儲或傳輸圖像。當地下電纜斷了以後，讓成千上萬個微型機器人沿著屯纜爬行，爬到斷頭時，便讓雙手搭在前端斷頭上，於是微型機器人便成為連接導線，永久留在電纜上。
微型機器人可以清潔、修理空間望遠鏡，檢查宇宙飛船熱屏蔽罩，給飛機機罩除冰。如果將大量的飛行微型機器人部署在其他星球上，機器人則可以發回各種所需的信息。
每天晚上可以放出微型機器人在商店和倉庫附近放哨，防止盜竊者進入。微型機器人還可以在住房隱蔽處除塵，進入家用電器內部檢查和維護。
微型機器人能力的評價標準有：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續運行能力、可靠性、聯用性、壽命等。因此，可以說微型機器人是具有生物功能的空間三維機器。
盡管迄今尚未出現智能微型機器人，但是大部分的機器人研究機構的科學家都認為到2040年，智能微型機器人將達到人的智力水平，也許還能達到人的意識水平。然後，智能機器人會得到進一步改進。人與機器之間最終將建立一種共生關係，兩者合並為能夠大大擴展智力的“後生物體”。美國麻省理工學院人工智能專家馬文·明斯基預見到未來的智能機器人：人將把大腦的思維下載給計算機控製的機器替身，形成幾乎無限的信息和數據。這種狀況標誌著人類一個新的開發階段的開始。
另有一種微型機器人，是由東芝公司和名古屋大學製造的。這個隻有15厘米大小的微型機器人是靠液體壓力驅動橡皮製成的動作器而自由行動的，這種微型機器人不帶供給能源的纜線，可在內徑隻有6毫米的細管內移動，且今後可能發展成為在血管中自行移動，是一種能治療或診斷疾病的微型機器人。
對於微型機器人，有的科學論著把其說成是一個模仿人，的動作的微型機器，其實不完全如此。美國麻省理工學院電動機工程師阿尼塔·弗林研製成功了一台精密型機器人，它借助自身的動力，能爬行、步行、跳躍、旋轉，而且還具有視覺銳利、聽覺靈敏、感覺準確的特點。現在科學家們正試圖研製超微型機器人。他們預言，到2l世紀這種超微型機器人如果研製成功，它可以像紅細胞那樣注入人體內，從溶解在血液內的葡萄糖和氧氣中獲得能量，並按照編好的程序，探試、辨識、過濾、清除人體內的病毒，保持肌體的健康。1994年8月，美國麻省理工學院的專家們開始研製高4毫米的帶馬達的微型機器人。據他們估計，這種微型機器人由於非常微小，能進入人體做手術，再用十幾年時間，這種機器人就能試製成功，投人生產和使用。
將來的納米機器人可以合成你想要的任何東西，科學家設想在未來納米機器人的幫助下，我們甚至可以從因特網上下載硬件。這是邁特公司納米技術權威詹姆斯·埃倫博根作出的預測。該公司是五角大樓資助的、設在弗吉尼亞州麥克萊思的一家研究中心。
埃倫博根對他提出的下載硬件的景象作了引人入勝的解釋：“人們可以想一想當今下載軟件是什麼情形，是以改變分子團磁性特征的方式重置磁盤的物質結構。如果計算機的內容不超過分子團的體積，就可以通過重新排列磁盤上的分子製造芯片。”埃倫博根說，研究人員已經忙於研製體積隻有針頭大小的計算機，“這種納米計算機的各個部件比我們現今用在磁盤驅動器上裝載信息的物理結構小得多。因此，在不久的將來，我們將能夠像今天下載軟件一樣從網絡裏下載硬件。”