如今的机器人已具有类似人一样的肢体及感官功能，有一定程度的智能，动作程序灵活，在工作时可以不依赖人的操纵。
而这样一款机器人，能够与人交流、活动灵活甚至看懂人的表情，皆是因为它的全身布满传感器，传感器就像人的五官一样，使机器人具备类似人类的知觉和反应。
传感器是机器人感知外界的重要帮手，它们犹如人类的感知器官，机器人的视觉、力觉、触觉、嗅觉、味觉等对外部环境的感知能力都是由传感器提供的。同时，传感器还可用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态，并能够按照一定的规律转换成可用输出信号的一种器件，为了让机器人实现尽可能高的灵敏度。
由美国知名机器人研究机构波士顿动力研发的机器人BigDog，全身也配备了多种传感器。
通常，机器人的感觉系统的基本组成为：视觉、听觉、触觉、味觉、力觉和其他等等。根据被测对象的不同，机器人传感器可以分为2大类：
1、用于检测机器人自身状态的内传感器
2、用于机器人与机器人相关环境参数的外传感器
内传感器
机器人内传感器就是测量机器人自身状态的功能元件，具体检测的对象有：关节的线位移、角位移等几何量，速度、角速度、加速度等运动量，还有倾斜角、方位角、振动等物理量。而所谓的外传感器则主要用于测量与机器人作业有关的外部因素。
内传感器常用于控制系统中，用作反馈元件，检测机器人的状态参数。例：关节运动的位置、速度、加速度、力和力矩等等。
位置(位移)传感器
直线移动传感器有电位计式传感器和可调变压器两种。角位移传感器有电位计式、可调变压器(旋转变压器)及光电编码器三种，其中光电编码器有增量式编码器和绝对式编码器。增量式编码器一般用于零位不确定的位置伺服控制，绝对式编码器能够得到对应于编码器初始锁定位置的驱动轴瞬时角度值，当设备受到压力时，只要读出每个关节编码器的读数，就能够对伺服控制的给定值进行调整，以防止机器人启动时产生过剧烈的运动。
速度和加速度传感器
速度传感器有测量平移和旋转运动速度两种，但大多数情况下，只限于测量旋转速度。利用位移的导数，特别是光电方法让光照射旋转圆盘，检测出旋转频率和脉冲数目，以求出旋转角度，及利用圆盘制成有缝隙，通过二个光电二极管辨别出角速度，即转速，这就是光电脉冲式转速传感器。此外还有测速发电机用于测速等。
加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。
应变仪即伸缩测量仪，也是一种应力传感器，用于加速度测量。加速度传感器用于测量机器人的动态控制信号。一般有由速度测量进行推演、已知质量物体加速度所产生动力，即应用应变仪测量此力进行推演，还有就是下面所说的方法：与被测加速度有关的力可由一个已知质量产生。这种力可以为电磁力或电动力，最终简化为对电流的测量，这就是伺服返回传感器，实际又能有多种振动式加速度传感器。
力觉传感器
力觉传感器用于测量两物体之间作用力的三个分量和力矩的三个分量。机器人中理想的传感器是粘接在依从部件的半导体应力计。具体有金属电阻型力觉传感器、半导体型力觉传感器、其它磁性压力式和利用弦振动原理制作的力觉传感器。
还有转矩传感器(如用光电传感器测量转矩)、腕力传感器(如国际斯坦福研究所的由6个小型差动变压器组成，能测量作用于腕部X、Y和Z三个方向的动力及各轴动转矩)等。
由于机器人发展历史较长，近年来普遍采用以交流永磁电动机为主的交流伺服系统，对应位置、速度等传感器大量应用的是：各种类型的光电编码器、磁编码器和旋转变压器。
外传感器
机器人外传感器主要用来测量机器人周边环境参数，通常跟机器人的目标识别、作业安全等因素有关，例：视觉传感器。它既能用来识别工作对象，也可以用来检测障碍物。
从机器人的系统观点来看，外传感器的信号一般用于规划决策层，也有一些外传感器的信号被底层的伺服控制层所利用。
内传感器和外传感器是根据传感器在系统中呃作用来划分的，某些传感器既可以当内传感器使用，又可以当外传感器使用。如：力传感器，用于末端执行器或手臂的自重补偿中，是内传感器；在测量操作对象或障碍物的反作用力时，它是外传感器。
视觉传感器
机器视觉是使机器人具有感知功能的系统，其通过视觉传感器获取图像进行分析，让机器人能够代替人眼辨识物体，测量和判断，实现定位等功能。
视觉传感器的优点是探测范围广、获取信息丰富，实际应用中常使用多个视觉传感器或者与其它传感器配合使用，通过一定的算法可以得到物体的形状、距离、速度等诸多信息。
机器视觉从20世纪60年代开始首先处理积木世界，后来发展到处理室外的现实世界。20世纪70年代以后，实用性的视觉系统出现了，可以完成物体运动的检测以及定位等功能，许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线，根据接收到的信息对机器人的行为进行调整。
二维视觉传感器
二维视觉基本上就是一个可以执行多种任务的摄像头。从检测运动物体到物件定位等等。二维视觉在市场上已经出现了很长一段时间，并且占据了一定的份额。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人就可以根据接收到的信息适当调整其动作。
三维视觉传感器
与二维视觉相比，三维视觉是最近才出现的一种技术。三维视觉系统必须具备两个不同角度的摄像机或使用激光扫描器。通过这种方式检测对象的第三维度。同样，现在也有许多的应用使用了三维视觉技术。例如零件取放，利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析并选择最好的拾取方式。
声觉传感器
声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收声波，显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。声觉传感器主要用于感受和解释在气体（非接触感受）、液体或固体（接触感受）中的声波。声波传感器复杂程度可以从简单的声波存在检测到复杂的声波频率分析，直到对连续自然语言中单独语音和词汇的辨别。
从20世纪50年代，BELL实验室开发了世界上第一个语音识别系统，可以识别10个英文数字。 20世纪70年代，声音识别技术得到快速发展，动态时间规整（ＤＴＷ）算法、矢量量化（ＶＱ）以及隐马尔科夫模型（ＨＭＭ）理论等相继被提出，实现了基于ＤＴＷ技术的特定人孤立语音识别系统。近年来，声音识别技术已经从实验室走向实用，国内外很多公司都利用声音识别技术开发出相应产品。
距离传感器
距离传感器用于智能移动机器人的距离传感器有激光测距仪（兼可测角）、声纳传感器等，
距离传感器目前最常用的测距法有两种：
1、 超声波测距法
超声波是频率20kHz以上的机械振动波，利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔推算出距离。超声波测距法的缺点是波束较宽，其分辨力受到严重的限制，因此，主要用于导航和回避障碍物。
2、激光测距法
激光测距法也可以利用回波法，或者利用激光测距仪，其工作原理如下：
氦氖激光器固定在基线上，在基线的一端由反射镜将激光点射向被测物体，反射镜固定在电动机轴上，电动机连续旋转，使激光点稳定地对被测目标扫描。由CCD(电荷耦合器件)摄像机接受反射光，采用图像处理的方法检测出激光点图像，并根据位置坐标及摄像机光学特点计算出激光反射角。利用三角测距原理即可算出反射点的位置。
近年来发展起来的激光雷达传感器是目前比较主流的一种，可用于机器人导航和回避障碍物。
触觉传感器
触觉传感器主要是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合，触觉可以用来进行机器人抓取，利用触觉可进一步感知物体的形状、软硬等物理性质。一般把检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压力、触觉及接近觉的传感器称为机器人触觉传感器
触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能，研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。随着微电子
技术的发展和各种有机材料的出现，已经提出了多种多样的触觉传感器的研制方案。
微型开关是接触传感器最常用型式，另有隔离式双态接触传感器（即双稳态开关半导体电路）、单模拟量传感器、矩阵传感器（压电元件的矩阵传感器、人工皮肤——变电导聚合物、光反射触觉传感器等）。
接近觉传感器
接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间，可以测量距离和方位，而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能，来判断对象物体的方位、外形，同时识别其表面形状。因此，为准确抓取部件，对机器人接近觉传感器的精度要求是非常高的。
这种传感器主要有以下几点作用：
发现前方障碍物，限制机器人的运动范围，以避免不障碍物収生碰撞。
在接触对象物前得到必要信息，比如与物体的相对距离，相对倾角，以便为后续动作做准备。获取物体表面各点间的距离，从而得到有关对象物表面形状的信息。
滑觉传感器
滑觉传感器主要是用于检测机器人与抓握对象间滑移程度的传感器。为了在抓握物体时确定一个适当的握力值，需要实时检测接触表面的相对滑动，然后判断握力，在不损伤物体的情况下逐渐增加力量，滑觉检测功能是实现机器人柔性抓握的必备条件。通过滑觉传感器可实现识别功能，对被抓物体进行表面粗糙度和硬度的判断。
滑觉传感器按被测物体滑动方向可分为三类：无方向性、单方向性和全方向性传感器。其中无方向性传感器只能检测是否产生滑动，无法判别方向；单方向性传感器只能检测单一方向的滑移；全方向性传感器可检测个方向的滑动情况。这种传感器一般制成球形以满足需要。
机器人传感器需要满足的三大要素
传感器的精度
对于智能机器人来说，传感器需要有高精度，高可靠性，而且稳定性必须要好。智能机器人在感知系统的帮助下，能够自主完成人类指定的工作。如果传感器的精度稍差，便会直接影响机器人的作业质量;如果传感器不稳定，或者可靠性不高，也很容易导致智能机器人出现故障。轻者导致工作不能正常运行，严重时还会造成严重的事故，因此传感器的可靠性和稳定性是智能机器人对其最今本的要求。
例如一些需要在特殊环境，如常用在水下环境中的水下机器人，就常需大量采用MEMS加速度传感器和陀螺仪等基础元件，这是因为除了MEMS传感器占用空间小以外，更重要的是，这类传感器对于一些微弱的模拟信号的转换更为及时和强大，所以，MEMS传感器是工业机器人行业研发和制造的理想配件。
传感器的抗干扰能力
由于智能机器人的传感器往往工作在未知的环境中，因此要求传感器具有抗电磁干扰振动灰尘和油垢等恶劣环境下干扰能力。重量轻，体积小同样是机器人上传感器的要求，对于安装在机器人手臂等运动部件上的传感器，重量一定要轻，否则会加大运动部件的损坏，影响机器人的运动性能。对于工作空间受到某种限制的机器人，对体积和安装方向的要求也是必不可少的。
一些多关节机器人，例如蛇形多关节机器人，可以到某些较隐蔽的有空间限制的位置处进行探测。另外，为了克服一些传感器易受外界干扰的劣势，有的机器人采用了不受电磁波干扰，可进行非接触性测量的红外传感器，实现了昼夜均可测量等多方面的优势。
传感器的安全保护措施
智能机器人的安全问题首先是它的自我保护，另外一方面则是机器人为保护人类安全不受侵犯采取的措施。人类在工作时，总是利用自己的感觉反馈，控制使用肌肉力量不超过骨骼和肌腱的承受能力。同样，机器人在工作过程中，采用力和力矩传感器来检测和控制各构件的受力情况，使各个构件均不超过其受力极限，从而保护构件不被破坏。为了防止机器人和周围物体的碰撞，需要采用各种触觉传感器和接近传感器来防止碰撞。智能机器人的服务对象是人类，为了保护人类免受其害，智能机器人需要传感器来限制自身的行为。
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