太空机器人是一种在航天器或空间站上执行智能作业的通用机械系统。它们配备了机械臂和电脑，拥有感知、推理和决策等能力，能在未知的空间环境下完成各种复杂任务。与简单的机械手不同，太空机器人具备高度的智能化。
这些机器人工作的环境极为特殊，包括微重力、高真空、超低温、强辐射和照明条件差等条件。在失重的环境下，物体处于漂浮状态，给太空机器人的操作带来了极大的挑战。空间视觉识别以及视觉与手爪的配合变得更加困难。
为了满足这些挑战，太空机器人需要采用先进的视觉系统，例如三维彩色视觉系统，以便准确确定物体的位置和方向。它们还需配备灵巧的末端操纵器，通过接近觉、触觉、力觉和滑觉传感器的配合，完成各种精细操作任务。
Crew Interactive MObile CompanioN（CIMON），由空客和IBM合作开发，是一个大约篮球大小的3D打印机器人，具备强大的功能，能够对语音指令作出反应。它正在接受宇航员的测试，用于显示程序并推荐执行任务的方法。宇航员们正逐渐依赖它作为日常工作的得力助手。
Astrobee是一个专为国际空间站设计的紧凑立方体机器人。由于宇航员在太空中的时间有限，因此时间非常宝贵。这个立方体机器人可以自动或由休斯顿控制，执行国际空间站上的日常杂务、家务和监测工作，极大地减轻了宇航员的工作负担。
在国际空间站上漂浮的日本宇宙航空研究开发机构的JEM Internal Ball Camera，简称“Int-Ball”，是一个有趣的机器人。它像一个漂浮的球体，记录宇航员的活动并将其发送给地面人员，为太空探索提供了宝贵的视觉资料。
美国宇航局的机器人加油任务（RRM）为卫星服务铺平了道路。负责太空行走的宇航员明白其中的危险，但有些简单工作更适合机器人去完成。RRM已经测试了在太空中自动补充燃料和修复卫星所需的技术。
虽然RoboSimian不是专门为太空设计的，但它作为美国宇航局下水喷气推进实验室开发的类似猿的机器人，在DARPA的挑战赛中表现出色。它有可能在太空探索和灾难场景中承担远程任务。Valkyrie机器人是英国爱丁堡大学与美国宇航局合作的研究项目，尽管尚未进入太空，但它是人类探索太空技术的重点之一。
值得一提的是火星探测器，它一直在探索我们尚未触及的火星表面区域，并提供有价值的视频资料。Robonaut 2是一个灵巧的人形机器人，自2012年以来就出现在国际空间站中。宇航员可以使用它执行重复性和危险的任务，如更换空气过滤器。而美国宇航局的机器人外部泄漏定位器（RELL）则专门用于探测太空设备的泄漏问题，帮助宇航员解决潜在的危险。这些机器人都在为人类的太空探索做出重要贡献。Kirobo机器人，由才华横溢的机器人工程师高桥智隆(Tomotaka Takahashi)精心打造，成为了国际空间站的首位机器人访客。其精巧的设计和独特的个性使得它在太空中与宇航员建立了亲密的友谊，成为了宇航员们在星际旅程中的快乐源泉。经过一年的太空之旅后，这个活泼可爱的小机器人成功返回地球，它的故事令人津津乐道。
