Teleoperacija je delovanje robota z oddaljene lokacije. Uporablja se pri raziskovanju vesolja, naftni in plinski industriji, vojski in na medicinskem področju. Robote se običajno razporedi in nadzira prek teleoperacije, ker bi bilo pošiljanje ljudi predrago ali prenevarno. Na splošno en sam operater nadzoruje robota in čuti določeno stopnjo potopljenosti v oddaljeno okolje. Kontrole, ki jih uporablja operater, so pogosto dovolj intuitivne, da omogočajo hitro in gladko manipulacijo robota.
Da bi omogočili možnost teleoperacije, je treba ustvariti določen občutek teleprisotnosti. To je mogoče doseči z uporabo senzorjev za zbiranje podatkov v oddaljenem okolju. Na primer, pri podvodnem robotu se lahko uporabi sonarni senzor za določitev navpične razdalje do morskega dna. Tehnologija sonarja odbija zvočni val od oceanskega dna in beleži čas, ki ga val potrebuje za povratno potovanje. Vse podatke zaznavanja je mogoče nato ponovno kombinirati, da jih teleoperater ali človeški krmilnik izkusi v navidezni resničnosti. Ko ima teleoperater dober »občutek« za oddaljeno okolje, lahko učinkovito nadzoruje robota.
Na Mednarodni vesoljski postaji so bili astronavti v vesoljskih oblekah uporabljeni za sestavljanje postaje in vzdrževanje. Priprava na zunajvozilno dejavnost ali vesoljski sprehod pa je drag postopek, ki traja več ur. Nacionalna uprava za aeronavtiko in vesolje (NASA) v Združenih državah trenutno načrtuje robota z imenom Robonaut, ki bo poskušal opraviti številne od teh nalog. Robonaut ima zgornji del telesa, ki je podoben človeku in bo uporabljal teleoperacijo za nadzor svojih rok in rok. Teleoperater bo nosil slušalke in številne sofisticirane senzorje, ki bodo omogočili visoko raven nadzora in spretnosti z robotom.
Tehnologija teleprisotnosti ima nekaj omejitev. Elektromagnetno sevanje potuje s svetlobno hitrostjo in je najhitrejši način za prenos podatkov senzorjev iz oddaljenega okolja. Tudi pri tej hitrosti je zamuda povratnega signala med Zemljo in Marsom od šest do 40 minut. Posledično roverjev na Marsu ni mogoče upravljati z Zemlje z občutkom teleoperacije v realnem času. Operaterji bi se morali premakniti na lokacijo bližje samim roverjem, kot je nizka orbita Marsa, da bi se to zgodilo.
V naftni in plinski industriji se daljinsko upravljana podvodna vozila (ROV) uporabljajo za servisiranje opreme za črpanje nafte v globokih oceanskih vodah. Običajno se upravljajo iz čolna na površini in imajo dolg kabel, ki povezuje operaterja z robotom. Običajno so opremljeni z lučmi in kamerami za vračanje video signalov operaterju. V preteklosti so človeški potapljači servisirali takšno podmorsko infrastrukturo, vendar je nedavno vrtanje v globljih, nevarnejših vodah spodbudilo uporabo teleoperacije z ROV.
Vojska uporablja teleoperacijo v nekaterih situacijah, ki se štejejo za prenevarne za vojake. Nekatere mornarice uporabljajo ROV za pridobivanje vadbenih torpedov in raziskovanje drugih predmetov na morskem dnu. V Iraku, Afganistanu in Izraelu se roboti uporabljajo za približevanje improviziranim eksplozivnim napravam (IED) ali drugim potencialno nevarnim predmetom.