此关系是由及逆运动学所定义的。机器人的自由度是其重要的性能指标。其数字一般是指其单臂上旋转关节的数量，其自由度越高，表示其到达特定位置的灵活度就越高。这个是实务上的度量方式，和表示系统整体定位能力的絶对自由度不同。2007年时，赛格威的发明者狄恩·卡门为国防高等研究计划署（DARPA）提出了一个机器手臂的原型，共有14个自由度。类人型机器人的自由度至少会有30个，每一个手臂会有六个自由度，每一只脚有五到六个自由度，而躯干及颈也有更多的自由度。
工程.力学系统中的自由度很重要