机器人的手臂能按照指令达到空间某一位置，但要完成一项工作，它还必须有手，包括手腕和手指。人的手可以拿起一枚针，翻开一页书，还可以拿起各种工具，举起各种重物，几乎无所不能。而机器人的手大多是为完成一种特定的任务而设计安装的，并仿效人手拿工具的状态。比如，机器人的手上装了焊枪，保留手腕灵活转动的功能，这样就可以焊接了。同样，若想让机器人完成喷漆工作，则在它的手上装上喷枪。当然，要它拿起一枚针，像人那样去缝制衣服就困难了。对于拿起一张纸或一块玻璃这样的事，机器人的手就变成了吸盘，它是通过真空吸附的方法把纸或玻璃拿起来的。这种吸附力有时非常大，可以吸起一块汽车的挡风玻璃，也可以吸起大的彩色显像管。
除了上面一些与工具连在一起的机械手外，机器人还有很多指型手爪，因为机器人在工作时，常常需要拿起各种零件。在分析了人的手指功能后发现，人手拿起东西主要靠拇指和食指合作，拿圆形物体时，中指也有着不可忽视的作用。因此，工程师们就重点开发了二指和三指的手爪，根据零件的形状和大小设计了不同的手爪。于是又带来了一个问题，假若在一项任务中，要这个机器人拿不同的零件，而且只能用不同的手爪，那怎么办呢？工程师们又设计了手爪自动更换装置，就是当机器人在做一个零件后，它会自动地到一个手爪库，把原来的手爪换下来并自动装上新的手爪。除了这些通用的手爪外，科学家们还在研究多指手，就是像我们人手一样，有多个手指、多个关节。当然这种手在结构及控制上都复杂多了。同时，科学家们还在研究一种仿人手腕的手，即在手上装有力和力矩的传感器，判断工件接触状态，实现自动调整。比如当一个圆轴插入一个孔时，由于轴和孔都很精密，插入过程会产生卡住现象，这种仿生手能通过感觉，自动调整，实现高精度的装配。