Ruimteverkenning: Robotica is een integraal onderdeel geweest van de verkenning van andere planeten en manen, waar het te riskant of onhaalbaar is om menselijke ontdekkingsreizigers te sturen. NASA's Mars-rovers (Sojourner, Spirit, Opportunity en Perseverance) hebben waardevolle gegevens opgeleverd over de omgeving van Mars en de zoektocht naar leven uit het verleden of heden.

Oceaanverkenning: Op afstand bediende voertuigen (ROV's) en autonome onderwatervoertuigen (AUV's) maken de studie mogelijk van diepzeeomgevingen, hydrothermale bronnen en het diverse zeeleven dat in deze gebieden leeft. Missies zoals de verkenning van de Mariana Trench met behulp van ROV's hebben ons inzicht in de diepste delen van de oceaan vergroot.

Polaire verkenning: Robots helpen wetenschappers bij het bestuderen van de barre omstandigheden in de poolgebieden, inclusief het Noordpoolgebied en Antarctica. NASA's Polar Robotics-programma maakt gebruik van robotica om de klimaatverandering, de ijsdynamiek en de effecten van menselijke activiteiten op deze kwetsbare ecosystemen te begrijpen.

Extreme omgevingen: Robotica helpt bij het onderzoek en het verzamelen van monsters in extreme en gevaarlijke omgevingen, zoals vulkanen, locaties voor kernafval of lekkages van giftige chemicaliën, waar menselijke aanwezigheid gevaarlijk kan zijn.

Planetaire analoge omgevingen: Wetenschappers gebruiken robots om terrestrische omgevingen (bijvoorbeeld woestijnen, grotten) te bestuderen die overeenkomsten vertonen met andere planeten, en helpen bij het ontwikkelen en testen van robotica-technologieën voor toekomstige missies.

Voorbeeld van retourmissies: Robots helpen bij het verzamelen van monsters uit afgelegen of gevaarlijke omgevingen, die vervolgens naar de aarde worden teruggestuurd voor verdere analyse. Deze techniek is gebruikt bij missies zoals JAXA's Hayabusa en NASA's OSIRIS-REx-missies naar asteroïden in de buurt van de aarde.

Verkenning op microschaal: Microrobots en sondes op nanoschaal vinden ook toepassingen in wetenschappelijk onderzoek, waardoor onderzoekers biologische systemen, subcellulaire structuren en nanomaterialen op uitzonderlijk kleine schaal kunnen bestuderen.