Stopień swobody (ang. degree of freedom, DOF) to jeden niezależny kierunek ruchu, który mechanizm potrafi wykonać. W robocie humanoidalnym liczba DOF z grubsza odpowiada liczbie jego samodzielnie sterowanych przegubów: każdy przegub napędzany własnym aktuatorem dodaje jeden stopień swobody. Im więcej DOF, tym bardziej naturalnie i swobodnie robot się porusza — ale tym bardziej złożone jest jego sterowanie, droższe budowanie i wyższe zużycie energii.
Dla zobrazowania: ludzkie ciało ma w sumie setki stopni swobody, sama dłoń ma ich około 27. Roboty humanoidalne dopiero zbliżają się do tej sprawności. Różnice między maszynami są przy tym duże i dobrze ilustrują filozofię każdego producenta.
Bogato wyposażony Atlas firmy Boston Dynamics ma 56 stopni swobody i w pełni obrotowe przeguby, dzięki czemu radzi sobie z akrobatycznymi koziołkami i precyzyjną manipulacją. Natomiast przystępny cenowo Unitree G1 zadowala się 23 stopniami swobody — wciąż wystarczającymi do chodzenia i podstawowej pracy rękoma, ale z prostszą mechaniką. Ekspresyjna Ameca ma ponad 60 DOF skupionych głównie w twarzy i górnej połowie ciała, ponieważ jej zadaniem jest wiarygodna mimika, a nie dźwiganie ciężarów.
Ważne jest, gdzie stopnie swobody są umieszczone. Robot przeznaczony do manipulacji potrzebuje wielu DOF w dłoniach i zręcznych palcach, natomiast chodząca podstawa wymaga przede wszystkim wytrzymałych przegubów w nogach. Marketing często podaje łączną liczbę DOF jako jedną liczbę, ale sama w sobie nie mówi, czy robot jest sprawny — liczy się rozmieszczenie przegubów, jakość aktuatorów i przede wszystkim oprogramowanie, które steruje nimi przez kinematykę odwrotną i sterowanie całym ciałem. Więcej przegubów oznacza zatem potencjał, a nie automatycznie lepszego robota.