空间站机械臂是我国载人航天三期工程的四大关键技术之一，主要用于空间站在轨组装、在轨维修、货物搬运与转移、辅助航天员出舱活动等，是空间站建设和运营的关键装备。我国空间站机械臂首次采用了自主爬行和双臂组合操作的模式，实现了大范围大负载操作以及局部精细化操作，突破了16项关键技术，达到国际先进水平。
五院总体部于2005年组建空间机器人领域研制团队。十年来研制工作初步开花结果，空间站机械臂、行星表面取样机械臂、机器人航天员等重大工程项目及研发项目先后立项。
2011年，该部与香港理工大学联合成立空间精密机械系统联合实验室，开创了空间领域陆港合作的先河，其联合研制的嫦娥三号巡视器转移机构与相机指向机械臂，为我国嫦娥三号系统“玉兔落月、两器互拍”做出重要贡献，获得国防科学技术三等奖。
此外，该部还与清华大学、北京大学等高校成立智能机器人领域不同学科的联合实验室，与北京航空航天大学、北京理工大学、中南大学联合开展研究，为推动我国智能机器人技术和产品具备国家级乃至世界级的水平提供了平台。
