Ayaklı robotlar hareket etmek için ayaklarını kullanan robotlardır. Tekerlekli robotlar basit ilerleme metotları ve kolay tasarımları nedeniyle daha sık tercih edilse de ayaklı robotlar tekerlekli robotlara göre karışık eylemleri yerine getirme konusunda daha başarılıdırlar. Tekerlekli robotlar engelleri aşmak için ekstra mekanizmalara ihtiyaç duyarlarken, ayaklı robotlar engelleri ayaklarını değişik şekillerde hareket ettirerek aşabilirler. Bu nedenle tasarımları tekerlekli robotlara oranla daha karmaşık ve zor olsa da düzensiz zeminlerde tekerlekli alternatiflerine oranla çok daha avantajlıdırlar.
Ayaklı robotlar arasında iki ayaklı humanoidler, dört ayaklı quadrupedler, altı ayaklı hexapodlar ve çok ayaklı robot tipleri bulunurlar. Bu tipler dışında çok rastlanmasa da bir, üç ve beş ayaklı robot tasarımları da bulunmaktadır.
Ayaklı robotlar ayak sayılarına göre değişik ilerleme metotları uygulayabilirler. İki ayaklı humanoid robotlar için denge daha büyük bir problemdir bu nedenle hareket halindeyken dengelerini korumak için farklı mekanizmalara ihtiyaç duyarlar. Dört ayaklı robotlar statik olarak dengededirler, periyodik olarak statik ilerleme metotları uygulayabilseler de bu metotların enerji verimliliği oldukça düşüktür. Bu nedenle bu robotlar da genellikle denge ve kontrol açısından karmaşık algoritmalarla her ayaklarını farklı kontrol ederler. Altı ayaklı hexapodlar denge konusunda pek sıkıntı çekmezler bu nedenle yürüyüş metotları statik ve periyodik ayak hareketlerine daha yakındır ve dört ayaklı veya iki ayaklı robotların kontrol metotlarına göre daha basittirler.