運動自由度是指機器人操作機在空間運動所需的變量數，用以表示機器人動作靈活程度的參數，一般是以沿軸線移動和繞軸線轉動的獨立運動的數目來表示。

　　自由物體在空間自六個自由度(三個轉動自由度和三個移動自由度)。工業機器人往往是個開式連桿系，每個關節運動副只有一個自由度，因此通常機器人的自由度數目就等于其關節數。機器人的自由度數目越多，功能就越強。日前工業機器人通常具有4—6個自由度。當機器人的關節數(自由度)增加到對末端執行器的定向和定位不再起作用時，便出現了冗余自由度。冗余度的出現增加了機器人工作的靈活型，但也使控制變得更加復雜。

　　工業機器人在運動方式上，總可以分為直線運動(簡記為P)和旋轉運動(簡記為R)兩種，應用簡記符號P和R可以表示操作機運動自由度的特點，如RPRR表示機器人操作機具有四個自由度，從基座開始到臂端，關節運動的方式依次為旋轉-直線-旋轉-旋轉。此外，工業機器人的運動自由度還有運動范圍的限制。

　　機器人機械系統的精度主要涉及位姿精度、重復位姿精度、軌跡精度、重復軌跡精度等。

　　位姿精度是指指令位姿和從同一方向接近該指令位姿時的實到位姿中心之間的偏差。重復位姿精度是指對同指令位姿從同一方向重復響應n次后實到位姿的不一致程度。

　　軌跡精度是指機器人機械接口從同一方向n次跟隨指令軌跡的接近程度。軌跡重復精度是指對一給定軌跡在同方向跟隨n次后實到軌跡之間的不一致程度。