Sau khi nhận được số liệu đầu vào tương ứng với quỹ đạo của phần công tác hay của khớp, hệ thống điều khiển có chức năng điều khiển robot chuyển động theo đúng quỹ đạo đặt ra. Vấn đề điều khiển robot rất phức tạp vì ngoài việc đảm bảo thực hiện quỹ đạo một cách chính xác, còn phải giải quyết vấn đề tương tác với đối tượng công tác. Bên cạnh đó trong quá trình thiết kế quỹ đạo còn có các ảnh hưởng phi tuyến không mong muốn khi chuyển đổi biến khớp ra không gian công tác, các ảnh hưởng về độ rơ của hệ truyền động cơ khí. Các ảnh hưởng của gia tốc và lực quán tính do hệ lực thực tế không bỏ qua được một số yếu tố cụ thể để thành hệ lực cân bằng thực sự.
Do sự phức tạp như vậy nên các thuật toán điều khiển phải có chức năng bù sai số tương ứng, mặt khác phải liên tục cập nhật thông số đầu vào và hiệu chỉnh kịp thời. Tùy theo yêu cầu sử dụng robot có rất nhiều các kĩ thuật điều khiển khác nhau được ứng dụng, chẳng hạn: - Điều khiển tự do và điều khiển có tương tác với đối tượng.
- Điều khiển trong không gian khớp và điều khiển trong khong gian làm việc. - Điều khiển phân tán và điều khiển tập trung.
- Điều khiển điểm - điểm và điều khiển theo đường.
Kĩ thuật điều khiển cũng phụ thuộc kết cấu của phần cơ khí như loại hệ tọa độ sử dụng, sử dụng động cơ gì? Có sử dụng truyền dẫn cơ khí hay không, truyền dẫn cơ khí cho phép mở
rộng được vùng tuyến tính của động cơ, sử dụng được phần có lợi nhất trên dải đặc tuyến của động cơ. Bù lại phần cơ khí cũng đem lại ảnh hưởng không mong muốn như:
- Biến dạng. - Tổn thất ma sát. - Khe hở mặt bên.
- Dao động và các lực không mong muốn như lực li tâm, gia tốc coriolit,..
Khi bắt đầu điều khiển bao giờ cũng phải lựa chọn điều khiển trong không gian khớp hay không gian công tác, việc thiết kế quỹ đạo thường thực hiện trong không gian công tác song điều khiển trực tiếp là biến khớp, vì vậy bao giờ cũng phải giải bài toán ngược để chuyển đổi thông số điều khiển giữa hai không gian này.