Mobilni robot je tisti, ki se lahko samostojno premika po svojem okolju. Da bi to naredil, mora biti robot sposoben navigacije, obseg in natančnost zahtevane navigacijske sposobnosti pa se razlikujeta glede na velikost robota in vrsto naloge, ki jo opravlja. Vrste mobilnih robotov, ki so trenutno v proizvodnji, vključujejo domačega robota, ki je na voljo v različnih oblikah, od robotskega sesalnika do robotskega psa. Potencialne prihodnje uporabe mobilnega robota vključujejo robotske reševalce, kmete in obmejne policiste.
Da se mobilni robot znajde, mora najprej ugotoviti, kje se nahaja. Obstaja veliko načinov, na katere je to mogoče doseči. Žiroskopi in druge naprave se lahko uporabljajo za merjenje vrtenja koles in hitrosti pospeška, da se mobilnemu robotu zagotovi več namigov o njegovem trenutnem položaju. Satelitski sistemi za globalno pozicioniranje omogočajo robotu, da izmeri svoj položaj v absolutnem smislu glede na fiksno točko na planetu. Sistemi za določanje položaja, ki temeljijo na vidu, uporabljajo optične senzorje za zaznavanje informacij v okolju.
Veliko količino informacij je mogoče zagotoviti vizualno, in domneva se, da ima pozicioniranje na podlagi vida največji potencial za prihodnost navigacije mobilnih robotov. Omejitve pri metodah vizualne navigacije izhajajo iz zahteve po primerjavi zaznanega vizualnega vnosa z zemljevidi ali znanimi mejniki, da se določi položaj. Da bi bil zares uporaben, se bo moral mobilni robot prihodnosti poiskati v okoljih, ki so bila prej neznana. Alternativni način za dosego tega bi lahko bila hkratna uporaba številnih preprostih mobilnih robotov, znanih kot roboti mravlje.
Mravlja robot pušča sled, ko se premika po terenu. Ta sled je nato na voljo drugim robotom za mravlje. Čeprav se lahko posamezni roboti uničijo ali propadejo, skupina kot celota ostaja robustna, saj nekateri roboti mravelj dosežejo svoj cilj, čeprav problem vedenja, kje točno so v okolju, ni rešen.
Domači mobilni roboti se poleg navigacije soočajo z dodatnimi izzivi. Varnost je lahko težava, saj mora robot obkrožati ljudi doma in v primeru trka lahko to povzroči nesrečo, kot je padec. Videz postane tudi pomembnejši, če mora robot vsak dan komunicirati z ljudmi, in čeprav bi lahko človekoljubni robot nekaterim pritegnil, se lahko drugim zdi grozeč. Iz teh razlogov mora načrtovanje domačih robotov upoštevati potrebe in stališča predvidenih uporabnikov.