Kloub spojuje dva články v robotu a umožňuje relativní pohyb. Je to osa pohybu. Rotační kloub se otáčí. Prizmatický kloub se posouvá. Kulový kloub se otáčí ve více směrech. Typ a uspořádání kloubů určuje, co robot dokáže.

Každý kloub má rozsah pohybu, maximální rychlost a limit točivého momentu. Robotické rameno se šesti rotačními klouby může polohovat a orientovat svůj koncový efektor kdekoli ve svém pracovním prostoru. Robot s menším počtem kloubů má omezené možnosti. Kloub je místem, kde se setkává motor, převodovka, enkodér a ložisko. Je to nejsložitější mechanická sestava u většiny robotů.

Běžné typy kloubů

• Otáčení: otáčí se kolem jedné osy, jako loket.
• Prizmatický: posouvá se lineárně, jako zásuvka.
• Kulovitý: otáčí se ve třech osách, jako rameno.
• Univerzální: dvě sekery, jako zápěstí.
• Šroubovitý: kombinuje rotaci a posun, jako šroub.

Konstrukce kloubů je kompromis. Více kloubů znamená větší flexibilitu, ale také větší hmotnost, náklady a složitost ovládání. Vůle v převodovce snižuje přesnost. Pružnost v článcích snižuje tuhost. Vedení kabelů klouby je noční můrou pro balení. Inženýři tráví měsíce navrhováním jediného kloubu pro humanoidního robota a snaží se vměstnat motor, převodovku, enkodér, ložisko a kabeláž do pouzdra o velikosti lidského kolena. Kloub je malý, ale právě v něm se rodí schopnosti robota.