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自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目。机器人的自由度是根据它的用途来设计的，在三维空间中描述一个物体的姿态需要6个自由度，机器人的自由度，可以少于6个，也可以多于6个。大多数机器人从总体上看是个开链结构，其中可能包含局部闭环结构，闭环结构可以提高刚性，但是会限制关节的活动范围，工作空间会缩小。
自由度是机器人的一个重要的技术指标，通过自由度可以反映机器人的通用性和对某些工作的适应性，一般用来表示机器人作业的自由程度，多以操作机器人独立驱动的关节数目来表示。
一般来说，用于不同作业的机器人，所需要的自由度不同。从应用的角度看，自由度越多的机器人，应用相对来说要广泛一些，可调整性也要强一些，相对来说比较灵活，通用性更好。从设计角度看，自由度越多的机器人，其结构越复杂，设计越复杂，成本也较高。所以在设计生产机器人的时候要权衡，既要满足应用需要，又要使设计、生产成本较低。在应用中，一般用于简单重复工作的机器人，自由度大概是4~6个，比如用于搬运、堆垛的机器人。一般用于比较精细重复工作的机器人，自由度大概是6~7个自由度或者更多，比如焊接机器人和喷涂机器人。
额定负载是指在机器人正常工作时，在不使机器人工作性能降低的情况下，其手部末端能够承受的最大负载。机器人的负载主要包括两部分，一部分是机器人手部本身的重量，另一部分是手部工作时所持物品或工具的重量。对于弧焊机器人和喷涂机器人，这个额定负载的设计并不是很复杂，但对于用在搬运或堆垛应用的机器人来说，在设计、生产时，额定负载这一指标的标定过程就比较复杂，需要考虑的因素较多，且验算、模拟或仿真过程必须非常严谨。不同功能用途的机器人，它们的额定负载不一样，见表2-1。
表2-1 不同功能用途的机器人的额定负载
机器人负载不仅取决于负载质量，而且还和机器人的运行速度、加速度的大小和方向有关。另外，机器人的负载能力是指其高速运行时的负载能力，负载能力不仅要考虑负载质量，还要考虑机器人末端操作器的质量。
机器人的工作精度也称为重复定位精度，指的是机器人末端在工作时实际的定位位置与设计或预设的定位位置的偏差。机器人的工作精度与工作任务类型、额定负载有一定的关系。一般额定负载越大，工作精度就越小。一般情况下，机器人重新定位其手部末端于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示。
搬运机器人的工作精度一般为±0.2mm~±0.5mm；堆垛机器人的工作精度一般为±0.5mm；弧焊机器人的工作精度一般为±0.08mm~±0.1mm；点焊机器人的工作精度一般为±0.2mm~±0.3mm；喷涂机器人的工作精度一般为±0.2mm~±0.5mm；装配机器人的工作精度一般为±0.02mm~±0.1mm。
工作空间也称为工作范围、工作行程，是指机器人在工作过程中，其手腕参考点所能自由到达的空间范围，一般是以臂部和手腕工作时运动所能覆盖的工作区域的体积来表示。对于不同类型的机器人，工作空间是不同的，用于不同类型工作的机器人的工作空间也有可能不一样，一般工业上单体机器人的工作空间可以达到3.5m左右。工作范围的好坏和大小是十分重要的，机器人在进行某一个作业的时候，可能会因为存在手部不能到达的作业死角而不能完成任务。
工作速度是指机器人在正常工作条件下，机械接口中心或工具中心点在工作空间范围内所移动的快慢，通常指机器人手臂末端的最大速度，工作速度直接影响到工作效率，提高工作速度可以提高工作效率，所以机器人的加速、减速能力显得尤为重要，需要保证机器人加速、减速的平稳性。根据不同的应用环境，机器人的工作速度可以分为位移速度和角速度。最大工作速度是指机器人手腕中心在工作空间内单位时间移动的位移速度或角速度，该指标一般用于描述机器人的工作效率。