我們知道，機器人是一種通用機械係統，它也像人一樣，可以在事先未知的環境條件下完成各種各樣的任務，具有對外界環境的感知、推理、判斷和決策的功能。但必須指出的一點是，人們也早已意識到並非所有的機器人都能到太空中去工作，因為空間環境與地麵環境有著天壤之別。空間機器人工作在微重力、高真空、超低溫、強輻射、照明差的環境裏，因此與地麵機器人有著很大的差別。在失重狀態下，隻要加速度不太大，纖纖細手也可挪動龐然大物。譬如說，航天飛機上的遙控機械手，是用複合材料製成的6自由度的機械臂，長達15米，自重400千克，在地麵上雖然軟弱無力，連自身重量的物體都抬不起來，然而，一到太空卻能舉起幾十噸重的載荷。但凡事有利必有弊，在失重狀態下，隻要對物體稍加推動，它就立即飛走，這給操作帶來諸多不便，特別是給視覺識別帶來麻煩。比如說，在地麵上，放在工作台上的物體總是以固定麵朝向視覺鏡頭，而在太空，漂浮的工件可以任何方位朝向鏡頭。這樣空間機器人就必須具備三維視覺係統，還需配以特殊的標誌碼來識別物體及其方位。並且要求手指能靈活地選擇所要抓取的方位上的物體，並帶有接近覺、觸覺、滑動覺、力覺等智能傳感器，以便配合視覺係統來完成操作任務。在失重狀態下，任何物體包括機器人本身都是處在漂浮狀態，這樣空間機器人必須是多臂型。一隻固定用手臂抓牢某個結構件而穩住自身，一隻操作手臂穩住工件，另一隻操作手臂用來完成操作任務。而在高真空條件下，空間機器人的活動關節，與地麵上的機器人活動關節也有本質上的差別，它需要采用固體潤滑，並且要解決高真空條件下的金屬冷焊問題。由於空間的微重力環境，操作手的動力方程與地麵有較大差異，因此說空間機器人是一種特殊形式的機器人。
值得一提的是，被選聘到太空工作的空間機器人，除了要能適應空間環境，還必須具備體積小、重量輕、撓性大；智能高、功能全、多臂型；微功耗、長壽命、高可靠等特性。而空間機器人在太空主要從事的工作則是：空間建築與裝配；衛星和其他航天器的維護和修理；空間生產和科學實驗。
美國研製的空間機器人空間建築與裝配是空間機器人的一大任務，尤其是在空間建設的初期階段。一些大型結構件，如無線電天線和太陽能電池帆板的安裝，大型桁架及各艙段的組裝等艙外活動，這些都離不開空間機器人。空間機器人去艙外將承擔大型構件的搬運、構件與構件之間的聯結緊固、有毒或危險品的處理等一係列任務。據估計，空間建築一半以上的任務，將落在能進行艙外活動的機器人身上。艙外活動機器人的特點是，在其末端操作器上帶有高級遙控裝置，可多臂協同工作，並配有工具夾和供貨盤，由現場的計算機和專家係統給出工作指令，完成各種建造任務。
隨著空間活動的不斷深入，人類在太空中的財產將會越來越多，世界各國已向太空發射了很多航天器，其中人造地球衛星約占90％。而這些衛星一旦發生故障，丟棄它們再發射新的衛星，一是很不經濟，二是增加了空間垃圾，因此必須設法加以修理。而空間機器人將會把出現故障的衛星從軌道上抓回來，帶到空間站上去修理，然後再用輔助火箭或軌道機動飛行器，將修複的衛星放回太空軌道上。倘若有的航天器不能帶回空間站修理，大多利用智能機器人乘坐自由飛行器去執行任務，對某些部件進行拆卸和再組裝，或者對構件進行切割和焊接。事實上，有很多航天器，為了延長它的工作壽命，需要不斷補給被消耗的物資，如照相膠片、氮氣、燃料、冷卻劑等。在這些物資中，有的是有毒物質，有的則具有強腐蝕性，有的低溫冷凍，在失重狀態下很難處理。而派艙外服務機器人去執行這些任務，既經濟，又安全，可謂是兩全其美。艙外服務機器人攜帶全向天線，以便與空間站保持通信。除此之外，還帶有激光雷達和彩色立體視覺係統，用以導航和識別目標。並且，機器人手指上裝有觸覺傳感器、滑覺傳感器、接近覺傳感器，腕臂上裝有力覺傳感器，用以增加操作的靈活性和精確程度。體內可攜帶工作所需的工具、元器件。需要時可乘坐噴氣背包飛離空間站去執行各項任務。
而艙內機器人則主要為科學有效載荷服務，因此，應按照實驗的要求來選擇機器人，可供選擇的品種是很多的。他們不僅要執行應急和修理任務，而且要執行像添加反應物、產品收獲、中間采樣分析、搜集各種樣品等一係列任務。艙內機器人的存在大大減輕了航天員的勞動強度和緊張情緒，並可在航天員離開現場時作為替補參與工作。有一種被科學家命名為“蜘蛛王”的小型艙內機器人，通過8根凱夫拉繩與機器人的工作環境相連接。這些凱夫拉繩從“蜘蛛王”身軀的邊角延伸到工作空間各個觸點上。通過增大或減小特定繩的拉力，機器人便可在整個工作間內移動，其位置精確度和重複率高得令人吃驚。