宇宙開発においては、その苛酷な環境から自動的に状況を判断して行動するロボットの方が、環境維持にコストの掛かる人間よりも、様々な面で運用性が高い事もあり、近年の宇宙開発事業において、その重要性は益々高まっている。
古くから、一度打ち上げたら二度と地球には帰ってこられない探査任務においては、（人道的見地から）よもや人間を乗せて打ち上げる訳にもいかないため、また火星や月の裏側など、無線による直接的な操縦が出来ない環境では、ある程度の自己判断能力のある無人探査機の開発が求められていた。その結果、近年では火星上を探索するローバーにおいて、自分で移動経路を判断して探査任務を続行する物が開発・実用に供されている。
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日本では、自国製ロケットの運搬能力が（生命維持装置を含めた）人間を軌道上に打ち上げるのが難しい事もあり、国際宇宙ステーション(ISS)への物資輸送においては、自動的に軌道修正を行ったりできるロボット宇宙船（無人のスペースシャトル）の構想が、国内での宇宙開発における主要方針となっている。他にも国際宇宙ステーションからの緊急脱出機材として一時アメリカで開発が進められていた乗員帰還機(CRV)のX-38（Xプレーンシリーズ）は国際宇宙ステーションからパイロット無しで脱出・地球への帰還ができるよう、完全自動化する構想であった。これは開発中止になったが、一種のロボット宇宙船といえよう。