工业机器人在汽车整车及零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力等领域的发展应用已经比较成熟，未来的技术升级和发展方向主要集中于两个方面：
一是进一步优化机器人的速度、精度、适应性，增强机器人在定位、操作等方面的能力。随着技术上的突破升级，在上世纪最后十年间，工业机器人的定位精度和平均无故障时间，分别提高了61%和137%，价格方面则降低了约50%。有研究估计，在信息化、智能化技术的推动下，到2030年，工业机器人的定位精度还将有大幅提升。因此，未来机器人可能会成为生产流程中的一个即插即用的部件，可以随时运用到需要的环节。
二是不断提升机器人的智能化、信息化水平，增强机器人的拟人化和交互沟通能力，最终实现人机共融，扩大应用范围。比如，日本在人形机器人研发上的突破，使机器人有了更强的交互沟通能力，可以与用户自如交流。
总体上看，在第四次工业革命浪潮的推动下，人机共融将成为新一代机器人的发力点，也是世界机器人领域研发创新的主要方向。例如，在工业机器人领域，通过人机共融，机器人就能够像人类一样学习工作技能，配合好人的工作需求，而“人与机器人的关系，也将从主仆关系变成合作关系”。
就我国而言，随着工业制造中人力成本的不断提升，工业机器人的市场需求激增。有数据显示，2013年我国的机器人销量增加了41%，达到3.6万台，成为全球最大的机器人市场。国际机器人联合会也预测，到2017年，我国的工业机器人数量将达到40万台。因此，机器人产业在我国将有着相当广阔的市场发展前景。
随着人力成本的提升，工业机器人在生产制造中将发挥越来越重要的作用。例如，在上世纪70年代到90年代，日本为应对劳动力短缺对经济高速发展的制约，积极发展应用工业机器人，成为了国际上机器人第一大国，也使该国一跃成为全球制造强国。
机器人产业一直是自动化、智能化制造的典型代表。随着技术的发展，未来的新一代机器人不仅会更加便宜，能够应用到更多的中小企业和领域中，而且还将实现人机共融，变得更加灵活、更为智能。
在我国提出的“工业制造2025”战略发展规划中，机器人产业是未来十年发展的重点领域之一。进一步加大机器人产业的研发投入，突破在机器人本体、减速器、控制器、传感器等核心技术层面的发展瓶颈，推动我国机器人产业的标准化、模块化发展，从而使我国在汽车、机械、电子、化工等工业机器人领域缩小甚至赶超发达国家水准；在医疗健康、家政服务、教育娱乐等服务机器人领域保持世界领先水平。
作为自动化制造技术的重要产物，工业机器人经过几十年的发展已经较为成熟，不仅被广泛应用于各个生产制造领域，还催生了服务机器人的发展应用。
在制造业中嵌入大数据和云计算，一方面能够对产品制造流程进行实时监控，从而提前发现问题、规避风险；另一方面还能够极大增强企业对客户反馈的非结构化数据信息的处理能力，优化企业的市场洞察力和决策精准度，从而为市场提供更优质的产品和服务。
从微观层面而言，“大数据+云计算”的结合，能够推动企业的信息化升级转型，优化产品的研发生产流程，增强企业对市场信息的洞察力和敏感性，从而实现从生产型制造向服务型制造的转变，围绕市场个性化、定制化需求进行精准生产。