工業機器人一開始應用于汽車制造工業行業,常用于焊接、噴漆、上下料和搬運。隨著工業機器人技術應用范圍的延伸和擴大，現在已可代替人從事危險、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環境中的工作和代替人完成繁重、單調的重復勞動，并可提高勞動生產率，保證產量。
工業機器人可代替人，應用于壓鑄車間及核工業等有害于身體健康并危及人身，或不穩定因素很大而宜于人去做的作業領域，如核工業上沸水式反應堆燃料自動交換機等。 機器人可用于火山探險、深海探密和空間探索等對于人類來說是力所不能及的場合，如飛機上用來回收衛星的運作臂等。
早期的工業機器人在生產上主要用于機床上下料、點焊和噴漆。隨著柔性自動化的出現，機器人在自動化生產領域扮演了更重要的角色。