Robot humanoidalny to robot, którego budowa ciała naśladuje człowieka: ma tułów, dwie nogi, dwa ramiona z dłońmi i zazwyczaj głowę z sensorami. Celem tej formy nie jest naśladownictwo człowieka dla samej idei, lecz praktyczna kalkulacja — nasz świat jest w całości zaprojektowany dla ludzkiego ciała. Schody, klamki, narzędzia, regały, samochody i miejsca pracy są dostosowane do istoty naszego wzrostu, poruszającej się na dwóch nogach i posługującej się rękami. Robot o ludzkiej sylwetce mógłby teoretycznie korzystać z tych przestrzeni bez żadnych modyfikacji, w przeciwieństwie do wyspecjalizowanych maszyn, dla których trzeba przebudowywać otoczenie.
Charakterystyczną cechą jest duża liczba stopni swobody — typowo kilkadziesiąt — co daje robotowi wszechstronność, lecz jednocześnie komplikuje sterowanie całym ciałem i utrzymanie równowagi podczas chodu na dwóch nogach. Właśnie bipedyczny (dwunożny) chód i zręczna manipulacja należą do najtrudniejszych zadań w robotyce, co ilustruje paradoks Moravca: to, co jest łatwe dla człowieka, bywa najtrudniejsze dla maszyny.
Dziedzina jest dziś zaskakująco szeroka. Obok robotów przemysłowych kierowanych do magazynów i fabryk — Tesla Optimus, Figure 03, Apollo — istnieją przystępne cenowo platformy badawcze, jak Unitree G1, dynamicznie wydajny Atlas, a także roboty skupione na zastosowaniach domowych lub rozrywkowych. Różnią się wzrostem (typowo 120–180 cm), masą, udźwigiem i stopniem autonomii.
Roboty humanoidalne są często opisywane jako szczyt ucieleśnionej AI. Realistyczne spojrzenie odróżnia jednak hype od stanu faktycznego: podczas gdy hardware robi szybkie postępy, niezawodna ogólna autonomia w nieustrukturyzowanym środowisku pozostaje nierozwiązana i większość wdrożeń jest na razie pilotażowa lub wspomagana teleoperacją.