机器人研究所于1987年由张启先院士创建，是一个集教学、科研、开发为一体的研究实体。主要从事现代机构学及机器人技术方面的理论研究和技术开发。本研究所现有教授12名(博士生导师13名)，副教授8人，讲师6人；其中国家杰出青年基金获得者2名，教育部新(跨)世纪优秀人才3人，北京市科技新星6人。教师中具有博士学位者占90%以上 。在站博士后8人，博士、硕士研究生共计180余人。本研究所是北京航空航天大学“
机械设计及理论”全国重点学科的主要依托单位；具有“机械设计及理论”与“
机械电子工程”两个博士点，设立有“机械工程”
博士后流动站。现拥有“虚拟现实技术与系统”
国家重点实验室(共建)、“飞行器装配机器人装备”北京市重点实验室、中国机械工业联合会“机械工业服务机器人技术”重点实验室、“面向高端装备制造的机器人技术”北京市国际科技合作基地。经过长期的学科建设及“211工程”及“
985工程”的重点资助，本研究所在现代机构学、
机器人学及服务机器人方面的研究处于国内领先水平，在国际上也有一定影响。
近年来，机器人研究所承担了
国家自然科学基金重大国际合作项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金面上项目、国家“863计划”重大(重点)项目、国家科技支撑项目、国防重大基础科研项目、国家973项目、北京市重大科技项目等多项重要科研任务，取得了一大批高水平学术研究成果，先后获得国家科学技术进步二等奖1项、各类省部级科技奖18项，获授权发明专利百余项，出版各类著作30余部。
近年来，机器人研究所承担了国家自然科学基金重大国际合作项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金面上项目、国家“863计划”重大(重点)项目、国家科技支撑项目、国防重大基础科研项目、国家973项目、北京市重大科技项目等多项重要科研任务，取得了一大批高水平学术研究成果，先后获得国家科学技术进步二等奖1项、各类省部级科技奖18项，获授权发明专利百余项，出版各类著作30余部，年均科研经费超三千万元。