協作機器人被設計用來與人在工廠生產線上緊密協同工作，這一趨勢正變得越來越普遍。在人機協作的環境中，這些機器人被用來去完成高速、高精度的任務。使用相機、力傳感器和其他感知元件，這些機器人可以感知人的存在并做出相應動作避免對人的傷害，有的時候機器人的動作會完全停下來。 設計協作機器人通常是用來靈活地處理小的零件，進行一些輔助性工作如安裝消費類電子器件，而不是用來完成重載任務如搬運重物，焊接或者噴漆等。 典型的協作機器人的結構都相對小巧和輕便，盡管如此它還是有能力提升相對重的負載,提升重量可達100kg.

除了具有動作靈巧的特點，協作機器人還需要具備感知零件是否準確安裝的能力，這一特點在前幾代重型工業機器人身上是不可想象的。 老一代傳統6關節機器人在移動它們的關節時扭矩比較大，容易對接近的人員造成傷害。

新一代機器人具備一個附加關節或自由度。 與傳統的6關節機器人相比，7關節機器人可以以多角度伸展機械臂接近一個特定的原件，因而可以避免觸碰人員，繼續執行工作任務。 此外，運動學冗余對于在一個特定的空間內操作幾個機器人也是很有用處的，因為運動干涉很容易處理。

協作機器人另一個額外特點是可以力矩感知、控制和限制。機器人感知外部極小的力矩變化并做出反應避免碰撞。 在有些情況下，力矩傳感器被放置在電機減速箱的后面來直接檢測外部力矩的任何快速增加的變化， 而其他時候，機器人需要輸出一定扭矩去提升負載和把負載從一個位置移動到另一個位置。 機器人識別出運動過程中一個異常扭矩增加值，如碰撞，會自動停下來。

碰撞檢測和規避機制的另外一個特點是當接觸到物體或人員時進行工作模式轉換，從非柔性全速模式(循環同步位置模式或循環同步速度模式)轉換到力矩模式(循環同步力矩模式)。