หุ่นยนต์มีระบบต่าง ๆ จำนวนมากที่ทุกคนต้องทำงานร่วมกันเพื่อให้งานหรือกลุ่มของงานสำเร็จลุล่วง ระบบหุ่นยนต์เหล่านี้คล้ายกับส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ แต่ละองค์ประกอบไม่เหมือนกัน แต่ทุกระบบขึ้นอยู่กับแต่ละอื่น ๆ หกพื้นที่หลักของหุ่นยนต์คือตัวควบคุมร่างกายความคล่องตัวพลังงานเซ็นเซอร์และเครื่องมือ
คอนโทรลเลอร์ทำหน้าที่เป็น "สมอง" ของหุ่นยนต์ นี่เป็นคอมพิวเตอร์พิเศษที่ควบคุมการตัดสินใจและการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์หุ่นยนต์ สามารถโหลดโปรแกรมซอฟต์แวร์ต่าง ๆ ลงในคอนโทรลเลอร์ได้ โปรแกรมเหล่านี้บอกหุ่นยนต์ว่าจะทำอย่างไรในบางสถานการณ์ ตัวอย่างเช่นตัวควบคุมอาจถูกตั้งโปรแกรมให้ขับหุ่นยนต์ไปข้างหน้าจนกว่าจะพบสิ่งกีดขวางและจากนั้นก็หยุด
ระบบหุ่นยนต์ทั้งหมดจะต้องมีร่างกาย ร่างกายเป็นโครงสร้างที่เก็บส่วนประกอบสำคัญอื่น ๆ ไว้ด้วยกัน ระบบหุ่นยนต์ใช้การออกแบบฐานที่หลากหลายขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นของอุปกรณ์ ร่างกายหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมักจะมีรูปร่างเหมือนแขนในขณะที่หุ่นยนต์สำรวจมือถือมักจะมีร่างกายที่คล้ายกับรถ หุ่นยนต์พิเศษบางตัวมีร่างกายที่มีลักษณะคล้ายเครื่องบินหรือเรือดำน้ำ
ระบบเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ช่วยให้หน่วยเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อม หุ่นยนต์ที่ทำงานบนพื้นดินมักมีล้อหรือแทร็กเพื่อจุดประสงค์นี้ หุ่นยนต์อวกาศและใต้น้ำใช้ใบพัดและหางเสือหรือปีก ระบบเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์เชื่อมต่อกับตัวควบคุมและเคลื่อนย้ายหรือหยุดตามการตั้งโปรแกรมของหุ่นยนต์
หุ่นยนต์ทุกตัวต้องการแหล่งพลังงาน ไฟฟ้ามักจะจ่ายมาจากแบตเตอรี่และใช้เพื่อเปิดระบบกุญแจหุ่นยนต์เช่นตัวควบคุมและเซ็นเซอร์ หุ่นยนต์บางตัวยังใช้พลังงานไฮดรอลิกหรือนิวเมติก แหล่งพลังงานเหล่านี้ใช้ของเหลวที่ถูกบีบอัดเพื่อขยับแขนและจัดการกับของหนัก หุ่นยนต์หลายตัวเช่น space rover สามารถชาร์จพลังงานได้โดยอัตโนมัติโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดอื่น
เซ็นเซอร์ให้ข้อมูลและข้อเสนอแนะแก่หุ่นยนต์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ เช่นเดียวกับที่ร่างกายมนุษย์ใช้ความรู้สึกที่หลากหลายหุ่นยนต์มักใช้ส่วนประกอบต่าง ๆ มากมายในการรวบรวมข้อมูลสำคัญ ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะห่างจะใช้ในการกำหนดช่วงของวัตถุใกล้เคียงในขณะที่เซ็นเซอร์ตรวจจับการหมุนจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับระยะทางที่ล้อหมุนได้ หุ่นยนต์ขั้นสูงบางตัวใช้เซ็นเซอร์ภาพและสามารถบอกความแตกต่างระหว่างรูปร่างและสีที่ต่างกันได้
เครื่องมือเป็นระบบหุ่นยนต์ขั้นสุดท้าย ส่วนประกอบเหล่านี้ใช้เพื่อจัดการกับวัตถุและทำงานต่างๆ เครื่องมือขึ้นอยู่กับงานที่หุ่นยนต์ออกแบบมาให้ทำงาน ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์เพื่อการผลิตอาจติดตั้งเครื่องมือเชื่อมขณะที่หุ่นยนต์สำรวจดวงจันทร์อาจมีเครื่องมือสำหรับรวบรวมตัวอย่างดิน เครื่องมือช่วยให้หุ่นยนต์บรรลุเป้าหมายและทำงานที่มีประโยชน์
