近年來，隨著工業化、城鎮化進程加快，激增人口與有限耕地矛盾加劇，全球氣候變暖，極端天氣頻發等問題出現，全球農業面臨極其嚴峻的考驗。無論是發達國家，還是發展中國家都寄希望于機器人技術可以推動農業的變革。由此，農業機器人開始進入加速發展期。
21世紀以前，農業機器人是機械電器自動化設備，21世紀以后則加入了人工智能、機器視覺等新技術的自動化設備。“機器人+”農業模式主要以人工智能的機器人技術為支撐，將信息技術進行集成，通過感知識別、智能分析、自動控制、柔性作業等方式，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能，終將農業的標準化、規范化大大向前推進。
當前，農業機器人發展提速，并逐漸向細分領域拓展，各國都不斷開發 “定制化”的機器人來服務于農業生產與管理。
在農業作物監測領域，美國伊利諾伊大學斯蒂芬(StephenP.Long)教授領導的團隊研發了一款新的機器人。這款農業機器人采用GPS和筆記本電腦相結合來引導，以履帶式的輪子在植物行間移動。
該機器人配備了高光譜、高清的熱成像相機、天氣監視器以及脈沖激光掃描儀傳感器。這些設備可以讓它收集植物的莖稈直徑、高度和葉面積等的表型數據，以及作物的環境條件信息，如溫度和土壤含水量。它收集的數據會存儲在機器人自己的集成計算機上，接著它會傳輸到研究人員的筆記本電腦上。然后，他們可以使用此信息來為每一株植物建立一個3D計算機模型，以預測其生長和發育，從而估計該單株植物和整個作物的產量。
澳大利亞研制了一款農場機器人——“SwagBot”，能夠放牧牲畜，并且將陷入泥濘之中的車輛拖出來；英國公布了一款農業采集機器人，它采集西藍花的速度是人類的6倍，已經投入使用；法國一家公司近開發了一款專門用于大型蔬菜種植的新農業機器人——Dino除草機器人。Dino裝備RTK(實時動力學)GPS和視覺相機，能翻動土塊拔除雜草，且不傷害近處的作物。同時，它號稱是一款“多功能機器人”，所以也可被用于播種。

在農業機器人研究上，日本則集中研究力量，共同實施開發計劃，其研究的對象不單是農業機械，還包括與機械化作業效率有關的肥料、農藥等生產資料的開發。研究課題的設置涉及蔬菜、旱作水田、畜產和果樹等方面。

與國外相比，20世紀90年代中期，我國才開始了農業機器人技術的研發。目前，我國已開發出的農業機器人有：耕耘機器人、除草機器人、施肥機器人、噴藥機器人、蔬菜嫁接機器人、收割機器人、采摘機器人等。