Robotmanipulaator on robotkäelaadne mehhanism, mis on ette nähtud materjalide, tööriistade ja osade manipuleerimiseks või liigutamiseks ilma otsese inimkontaktita. Enamik robotmanipulaatoreid on kergekaalulised seadmed, mis võimaldavad inimestel täiesti ohutus keskkonnas objektidega suhelda. Mõnikord võib materjal olla ohtlik või radioaktiivne või asuda lihtsalt kättesaamatus kohas. Robotimanipulaatorid sarnanevad robotkätega ja koosnevad mitmest segmendist. Neid kasutatakse tööstuslikes rakendustes selliste ülesannete tõhusaks täitmiseks nagu kokkupanek, keevitamine, pinnaviimistlus ja puurimine.
Segmenteeritud käed võivad inimese kontrolli all olevaid objekte haarata ja nihutada. Iga kaubanduslik robotmanipulaator koosneb kahest eraldiseisvast elemendist – kontrollerist ja manipulaatori käepidemest. Enamikul neist kätest on kuus vabadusastet ja patenteeritud kontroller. Käed erinevad üksteisest selle poolest, kuidas erinevad komponendid on paigutatud, et tagada teatud tüüpi jõudlus. Manipulaatori jõudlust mõõdetakse selliste omadustega nagu täpsus, kandevõime kaal ja kiirus. Robotmanipulaatori jõudlust puudutavate otsuste tegemisel mõõdetakse ka ulatust ja osavust.
Haardeulatus mõõdab, kui suurel määral manipulaator tööruumi katab. Osavus on käe liigeste nurknihke omadus. Kandevõime kaalu määrab tootja ning see võtab arvesse ka kandevõimet erinevate ulatuse ja kiiruse tingimustes. Käe võimet liigutust korrata ehk korratavust mõõdetakse, et saada täpne ettekujutus käe täpsusest. Erinevate rakenduste jõudlusparameetrite kontrollimiseks kasutatakse simulatsioone ja liikumistestimise meetodeid.
Erinevad lülide ja liigeste kombinatsioonid viivad erinevat tüüpi manipulaatoriteni. Liigendeid ühendavaid jäikaid osi nimetatakse lülideks. Ühendused võimaldavad lülidel liikuda ja need võivad olla kas lineaarsed või pöörlevad. Lineaarsed mehaanilised liigendid võimaldavad ainult mittepöörlevat liikumist külgnevate lülide vahel. Pöördliigendid võimaldavad aga ühenduslülidel pöörata.
Näiteks silindrilist tüüpi robotmanipulaator on valmistatud lineaarsete liigenditega, mis on ühendatud aluse pöörleva liigendiga. Descartes’i robot ehk pukk-konfiguratsioon koosneb käe lineaarsetest liigestest. Polaarne konfiguratsioon koosneb nii lineaarsete kui ka pöörlevate liigendite kombinatsioonist. Seevastu liigendrobot manipulaatoril on käsi, mille lülid on ühendatud pöörlevate liigendite abil.
Põhimõtteliselt võib manipulaatorit pidada randmeks, mis on ühendatud käe ja kehaga. Randmel on mõned kompaktsed liigendid ja seda kasutatakse osade orienteerimiseks. Kätt ja keha kasutatakse tööriistade või osade käsitsemiseks tööruumis. Viimast saab konfigureerida erinevat tüüpi rakendustele sobival viisil.
Paljud manipulaatori käed saab kinnitada peaaegu igale pinnale. Mõned manipulaatorid on arenenud nii kaugele, et randmed sisaldavad haarduvaid mehaanilisi sõrmi. See võimaldab robot-manipulaatoril üles korjata nii õrna objekti nagu muna. Mõned manipulaatorid on varustatud ka täiustatud tarkvaraga, mis võimaldab neid hõlpsalt arvutiga juhtida või teiste süsteemidega integreerida.