自主機器人是機器人執行的行為或任務具有高度的自治（沒有外部影響）。自主機器人技術通常被認為是人工智能，機器人技術和信息工程的一個子領域。早期版本是由作者/發明家David L. Heiserman提出并演示的。

自主機器人在諸如航天，家庭維護（如清潔），廢水處理以及交付貨物和服務等領域特別理想。

一些現代工廠機器人在其直接環境的嚴格范圍內是“自主的”。可能并不是周圍環境中存在著每個自由度，但是工廠機器人的工作場所充滿挑戰，并且常常包含混亂的，不可預測的變量。必須確定下一個工作對象以及（在更高級的工廠中）甚至對象的類型和所需任務的確切方向和位置。這可能會發生不可預測的變化（至少從機器人的角度來看）。

機器人技術研究的一個重要領域是使機器人能夠應對其環境，無論是在陸地、水下、在空中、在地下還是在太空。

全自動機器人可以：

• 獲取有關環境的信息
• 無需人工干預即可長時間工作
• 無需人工協助即可在整個操作環境中移動全部或部分自身
• 避免對人，財產或本身有害的情況，除非這些情況屬于其設計規范

自主機器人還可以學習或獲得新知識，例如調整完成任務的新方法或適應變化的環境。

像其他機器一樣，自動機器人仍然需要定期維護。

完全物理自主的首要要求是機器人能夠自我照顧。當今市場上許多由電池供電的機器人都可以找到并連接到充電站，并且某些玩具（如索尼的Aibo）能夠自行對接為電池充電。

自我維護基于“ 本體感覺 ”，或感知自己的內部狀態。在電池充電示例中，機器人可以感覺到自己的電池電量低，然后尋找充電器。另一種常見的本體感受傳感器用于熱量監測。為了使機器人能夠在人附近和惡劣環境中自主工作，需要增加本體感知能力。常見的本體感受傳感器包括熱，光學和觸覺感測以及霍爾效應（電）。

外部感知正在感知有關環境的事物。自主機器人必須具有一系列環境傳感器才能執行任務并避免麻煩。

• 常見的外在感受器包括電磁頻譜、聲音、觸摸、化學（氣味），溫度，各種物體的范圍和高度。

一些機器人割草機將通過檢測草地生長的速度來適應其程序，以維持完美割草的草坪，而一些真空吸塵機器人則具有污垢檢測器，可感應到撿拾了多少污垢并使用此信息告訴他們在一個區域停留更長的時間。

自主行為的下一步是實際執行身體任務。家用機器人是一個顯示出商業前景的新領域，從2002年開始，大量的小型吸塵機器人開始使用iRobot和Electrolux。盡管這些系統的智能水平不高，但它們可以在廣闊的區域中導航并使用接觸式和非接觸式傳感器。這兩種機器人均使用專有算法來增加對簡單隨機反彈的覆蓋范圍。

自主任務執行的下一個水平要求機器人執行條件任務。例如，可以對安全機器人進行編程以檢測入侵者并根據入侵者所在的位置以特定方式做出響應。

為了使機器人將行為與地點（本地化）相關聯，它需要知道其位置并能夠點對點導航。這種導航始于1970年代的導線制導，并在2000年代初發展為基于信標的三角測量。當前的商用機器人基于感知自然特征來自主導航。Pyxus的HelpMate醫院機器人和Cyber??Motion保護機器人是最早實現這一目標的商業機器人，兩者都是由機器人先驅在1980年代設計的。這些機器人最初使用手動創建的CAD平面圖，聲納感應和跟隨墻壁的變形來導航建筑物。下一代產品，例如MobileRobots的PatrolBot和自動輪椅，兩者均于2004年推出，能夠創建自己的基于激光的建筑物地圖，并能夠導航開放區域和走廊。如果有障礙物，他們的控制系統會即時更改其路徑。

首先，自主導航是基于平面傳感器（例如激光測距儀）進行的，它們只能在一個級別上進行感應。現在，最先進的系統融合了來自各種傳感器的信息，以進行定位（定位）和導航。像Motivity這樣的系統可能依賴于不同地區的不同傳感器，這取決于當時提供的最可靠數據，并且可以自動重新映射建筑物。

大多數室內機器人無需爬樓梯，而是需要高度專業化的硬件，而可以在殘疾人可進入的區域導航，控制電梯和電子門。^[6]通過這種電子訪問控制界面，機器人現在可以在室內自由導航。自動爬樓梯和手動開門是當前研究的主題。

隨著這些室內技術的不斷發展，吸塵機器人將能夠清潔用戶指定的特定房間或整個地板。安全機器人將能夠協作包圍入侵者并切斷出口。這些進步也帶來了相應的保護：機器人的內部地圖通常允許定義“禁區”，以防止機器人自主進入某些區域。

因為很少有障礙物，所以在空中最容易實現戶外自治。巡航導彈是相當危險的高度自主的機器人。無人駕駛無人機飛機越來越多地用于偵察。這些無人飛行器（UAV）中的一些能夠在沒有任何人為干預的情況下完成其整個任務，但可能是有人使用無線電遙控器進行干預的降落。但是，某些無人機可以安全，自動著陸。2014年宣布推出無人駕駛船，即自主太空港無人機船，并計劃于2014年12月進行首次運行測試。

對于地面車輛來說，戶外自治是最困難的，原因是：

• 三維地形
• 表面密度差異很大
• 天氣緊急情況
• 感測環境的不穩定

自主機器人中存在一些開放的問題，這些問題是本領域特有的，而不是AI普遍追求的一部分。根據喬治·貝基（George A. Bekey）的自主機器人：從生物靈感到實施和控制，問題包括諸如確保機器人能夠正確運行且不會自動遇到障礙之類的問題。

能源自主權和覓食

與創造真實的人造生命有關的研究人員不僅關注智能控制，還關注機器人通過覓食（尋找食物，包括能量和零件）尋找自身資源的能力。

這與自主覓食的范圍內關注科學的行為生態學，社會人類學和人類行為生態學?;?以及機器人技術，人工智能和人工生活。