Havudforskning: Fjernbetjente køretøjer (ROV'er) og autonome undervandsfartøjer (AUV'er) gør det muligt at studere dybhavsmiljøer, hydrotermiske åbninger og det mangfoldige havliv, der bebor disse områder. Missioner såsom Mariana Trench-udforskningen ved hjælp af ROV'er har udvidet vores forståelse af de dybeste dele af havet.
Polarudforskning: Robotter hjælper videnskabsmænd med at studere de barske miljøer i polarområderne, herunder Arktis og Antarktis. NASAs Polar Robotics-program bruger robotteknologi til at forstå klimaændringer, isdynamikker og virkningerne af menneskelige aktiviteter på disse skrøbelige økosystemer.
Ekstreme miljøer: Robotteknologi hjælper med undersøgelse og prøveindsamling fra ekstreme og farlige miljøer, såsom vulkaner, atomaffaldspladser eller giftige kemikalieudslip, hvor menneskelig tilstedeværelse kan være farlig.
Planetariske analoge miljøer: Forskere bruger robotter til at studere terrestriske miljøer (f.eks. ørkener, huler), der deler ligheder med andre planeter, og hjælper med at udvikle og teste robotteknologier til fremtidige missioner.
Eksempler på returmissioner: Robotter hjælper med indsamlingen af prøver fra fjerntliggende eller farlige miljøer, som derefter returneres til Jorden for yderligere analyse. Denne teknik er blevet brugt i missioner som JAXA's Hayabusa og NASA's OSIRIS-REx missioner til jordnære asteroider.
Udforskning i mikroskala: Mikrorobotter og nanoskalasonder finder også anvendelse i videnskabelig forskning, hvilket gør det muligt for forskere at studere biologiske systemer, subcellulære strukturer og nanomaterialer i usædvanligt lille skala.