يشير مصطلح روبوتات مخبرية إلى استخدام الروبوتات في مُختبرات الأحياء أو الكيمياء. فعلى سبيل المثال، تستخدم شركات الأدوية الروبوتات لنقل العينات البيولوجية والكيميائية في جميع الأنحاء من أجل تخليق كيانات كيميائية جديدة أو لاختبار القيمة الدوائية للمواد الكيميائية الموجودة.
تناسب العمليات المختبرية الأتمتة الروبوتية حيث تتألف العملية من حركاتٍ متكررة (على سبيل المثال، التقاط/وضع الأشياء وإضافة السوائل والمواد الصلبة والتسخين/التبريد والمزج والرج والاختبار).