在上世纪40年代，美国率先在原子能实验中采用机械手搬运放射性材料，工作人员采用遥操作方式对机械手进行控制，自动化程度低。 50 年代起，机械手的应用得到了推广，被广泛用于高温、污染严重的场所，同时在自动机床、自动生产线和加工中心中也得到了应用，这个时期的机械手普遍采用了继电逻辑控制或计算机逻辑控制，机械手可以按照事先编制好的控制逻辑自动完成顺序动作。
60 年代第一台通用工业机械手正式出现，它将遥控操作器的连杆机构与数控铣床的伺服轴结合起来。此后，随着电子计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需求以及空间技术的不断进步，机械手技术在一些国家得到迅速发展。
进入70 年代，机械手在工业生产中进一步推广，开始大批量生产并走向商品化，1980 年，全世界约有2万台机械手在工业生产中应用，工业机械手在生产中开始普及应用。
进入20 世纪90 年代，由于具有一般功能的传统工业机械手的应用趋向饱和，传统的工业机械手已经不能满足需要，许多复杂的操作或者特殊应用场合都需要具有一定智能的机械手参与。在这种背景下，智能机械手获得迅速的发展。智能机械手不仅能够根据事先编制的程序实现预定的动作，同时还能探测到工作时周围环境的变化，控制系统会自动修正运动参数或运动路径。
