Teleoperacija je rad robota s udaljene lokacije. Koristi se u istraživanju svemira, industriji nafte i plina, vojsci i medicinskom području. Roboti se obično postavljaju i kontroliraju putem teleoperacije jer bi slanje ljudi bilo preskupo ili preopasno. Općenito, jedan operater ima kontrolu nad robotom i osjeća određenu razinu uronjenja u udaljeno okruženje. Kontrole koje koristi operater često su dovoljno intuitivne da omoguće brzu i glatku manipulaciju robotom.
Da bi se omogućila mogućnost teleoperacije, mora se stvoriti neki osjećaj teleprisutnosti. To se može postići korištenjem senzora za prikupljanje podataka u udaljenom okruženju. Na primjer, u podvodnom robotu, sonarni senzor se može koristiti za određivanje vertikalne udaljenosti do morskog dna. Tehnologija sonara odbija zvučni val od oceanskog dna, bilježeći vrijeme koje je potrebno valu da napravi povratni put. Svi senzorski podaci mogu se zatim rekombinirati kako bi teleoperater, ili ljudski kontrolor, iskusio virtualnu stvarnost. Nakon što teleoperater ima dobar “osjećaj” za udaljeno okruženje, tada može učinkovito kontrolirati robota.
Na Međunarodnoj svemirskoj postaji astronauti u svemirskim odijelima korišteni su za sastavljanje postaje i za održavanje. Međutim, priprema za izvanvoznu aktivnost ili šetnju svemirom skupa je procedura koja traje mnogo sati. Nacionalna uprava za aeronautiku i svemir (NASA) u Sjedinjenim Državama trenutno dizajnira robota pod nazivom Robonaut koji će pokušati mnoge od ovih zadataka. Robonaut ima gornji dio tijela koji podsjeća na čovjeka i koristit će teleoperaciju za kontrolu svojih ruku i šaka. Teleoperater će nositi slušalice i niz sofisticiranih senzora kako bi omogućio visoku razinu kontrole i spretnosti s robotom.
Postoje neka ograničenja za tehnologiju teleprisutnosti. Elektromagnetsko zračenje putuje brzinom svjetlosti i najbrži je način za prijenos podataka senzora iz udaljenog okruženja. Čak i pri ovoj brzini, kašnjenje povratnog signala između Zemlje i Marsa kreće se od šest do 40 minuta. Kao rezultat toga, roverima na Marsu ne može se upravljati sa Zemlje s velikim osjećajem teleoperacije u stvarnom vremenu. Operateri bi se morali preseliti na mjesto bliže samim roverima, kao što je niska orbita Marsa, da bi se to dogodilo.
U industriji nafte i plina, podvodna vozila na daljinsko upravljanje (ROV) koriste se za servisiranje opreme za vađenje nafte u dubokim oceanskim vodama. Obično se njima upravlja iz čamca na površini i imaju dugačak kabel koji povezuje operatera s robotom. Obično su opremljeni svjetlima i kamerama za vraćanje video signala operateru. U prošlosti su ljudski ronioci opsluživali takvu podmorsku infrastrukturu, ali nedavno bušenje u dubljim, opasnijim vodama potaknulo je korištenje teleoperacije s ROV-ovima.
Vojska koristi teleoperaciju u nekim situacijama koje se smatraju preopasnim za vojnike. Neke mornarice koriste ROV-ove za pronalaženje vježbi torpeda i istraživanje drugih objekata na morskom dnu. U Iraku, Afganistanu i Izraelu roboti se koriste za približavanje improviziranim eksplozivnim napravama (IED) ili drugim potencijalno opasnim objektima.