机器人的传感系统包括视觉系统、听觉系统、触觉系统、嗅觉系统以及味觉系统等。这些传感系统由一些对图像、光线、声音、压力、气味、味道敏感的交换器即传感器组成。

视觉传感系统是机器人的各种类型的眼睛。它可以是两架电子显微镜，也可以是两台摄像机，还可以是红外夜视仪或袖珍雷达。这些视觉传感器有的通过接收可见光变为电信息，有的通过接收红外光变为电信息，有的本身就是通过电磁波形成图像。它们可以观察微观粒子或细菌世界，观看几千度高温的炉火或钢水，在黑暗中看到人看不到的东西。机器人的视觉传感系统要求可靠性高、分辨力强、维护安装简便。

听觉传感系统是一些高灵敏度的电声变换器，如各种“麦克风”，它们将各种声音信号变成电信号，然后进行处理，送入控制系统。

触觉传感系统即各种各样的机器人手，手上装有各类压敏、热敏或光敏元器件。不同用途的机器人，具有的手大不相同，如用于外科缝合手术的，用于大规模集成电路焊接和封装的，残废人的假肢，专提拿重物的大机械手，能长期在海底作业的采集矿石的地质手等。

嗅觉传感系统是一种“电子鼻”。它能分辨出多种气味，并输出一个电信号；也可以是一种半导体气敏电阻，专门对某种气体作出迅速反应。

在机器人触觉传感系统中还有各种各样的机器人脚，如人行足、四只足、有轮胎足、有履带足、蛙式足、节肢动物足，还有像蛇爬行的足等，这些“足”上都装有光敏、热敏等传感元器件。