Teleoperatsioon on roboti opereerimine kaugest asukohast. Seda kasutatakse kosmoseuuringutes, nafta- ja gaasitööstuses, sõjaväes ja meditsiinivaldkonnas. Roboteid rakendatakse ja juhitakse tavaliselt kaugoperatsiooni teel, sest inimeste saatmine oleks liiga kallis või liiga ohtlik. Üldiselt juhib robotit üksainus operaator ja tunneb, et ta on kaugkeskkonnas mingil määral sukeldunud. Operaatori kasutatavad juhtnupud on sageli piisavalt intuitiivsed, et võimaldada robotiga kiiret ja sujuvat manipuleerimist.
Teleoperatsiooni võimaluse võimaldamiseks tuleb luua teatav telekohaloleku tunne. Seda saab saavutada andurite abil andmete kogumiseks kaugkeskkonnas. Näiteks allveerobotis võib sonari anduri abil määrata vertikaalse kauguse merepõhjast. Sonari tehnoloogia põrkab helilaine ookeani põhjast tagasi, salvestades aja, mis lainel kulub edasi-tagasi reisiks. Seejärel saab kõik andmeandmed uuesti kombineerida, et teleoperaator või inimkontroller saaks neid virtuaalses reaalsuses kogeda. Kui teleoperaator on kaugkeskkonda hästi tunnetanud, saab ta robotit tõhusalt juhtida.
Rahvusvahelises kosmosejaamas on jaama kokkupanemiseks ja hooldustöödeks kasutatud kosmoseülikondades astronaute. Ekstravehikulaarseks tegevuseks ehk kosmosekõnniks valmistumine on aga kallis protseduur, mis võtab palju tunde. Ameerika Ühendriikide riiklik lennundus- ja kosmoseamet (NASA) kavandab praegu robotit nimega Robonaut, mis täidab paljusid neist ülesannetest. Robonautil on ülakeha, mis meenutab inimest ja kasutab oma käte ja käte kontrollimiseks teleoperatsiooni. Teleoperaator kannab peakomplekti ja mitmeid keerukaid andureid, et võimaldada robotiga kõrgel tasemel juhtimist ja osavust.
Telepresence tehnoloogial on mõned piirangud. Elektromagnetkiirgus levib valguse kiirusel ja on kiireim viis andurite andmete edastamiseks kaugkeskkonnast. Isegi sellisel kiirusel on edasi-tagasi signaali viivitus Maa ja Marsi vahel kuus kuni 40 minutit. Seetõttu ei saa Marsi kulgureid Maalt juhtida reaalajas teleoperatsiooni tundega. Operaatorid peaksid selleks kolima kulguritele endile lähemal asuvasse kohta, näiteks madalale Marsi orbiidile.
Nafta- ja gaasitööstuses kasutatakse kaugjuhitavaid veealuseid sõidukeid (ROV) naftavõtuseadmete hooldamiseks sügavates ookeanivetes. Neid juhitakse tavaliselt pinnal asuvast paadist ja neil on pikk kaabel, mis ühendab operaatorit robotiga. Tavaliselt on need varustatud tulede ja kaameratega, mis tagastavad operaatorile videosignaalid. Varem on inimsukeldujad sellist merealust infrastruktuuri teenindanud, kuid hiljutised puurimised sügavamates ja ohtlikumates vetes ajendasid kasutama ROV-idega kaugoperatsiooni.
Sõjavägi kasutab teleoperatsiooni mõnes olukorras, mida peetakse sõdurite jaoks liiga ohtlikuks. Mõned mereväed kasutavad ROV-e torpeedode taastamiseks ja muude merepõhjas olevate objektide uurimiseks. Iraagis, Afganistanis ja Iisraelis kasutatakse roboteid improviseeritud lõhkekehadele (IED) või muudele potentsiaalselt ohtlikele objektidele lähenemiseks.