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近年来，随着工业化、城镇化进程加快，激增人口与有限耕地矛盾加剧，全球气候变暖，极端天气频发等问题出现，全球农业面临极其严峻的考验。无论是发达国家，还是发展中国家都寄希望于机器人技术可以推动农业的变革。由此，农业机器人开始进入加速发展期。
21世纪以前，农业机器人是机械电器自动化设备，21世纪以后则加入了人工智能、机器视觉等新技术的自动化设备。“机器人+”农业模式主要以人工智能的机器人技术为支撑，将信息技术进行集成，通过感知识别、智能分析、自动控制、柔性作业等方式，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能，终将农业的标准化、规范化大大向前推进。
当前，农业机器人发展提速，并逐渐向细分领域拓展，各国都不断开发 “定制化”的机器人来服务于农业生产与管理。
在农业作物监测领域，美国伊利诺伊大学斯蒂芬(StephenP.Long)教授领导的团队研发了一款新的机器人。这款农业机器人采用GPS和笔记本电脑相结合来引导，以履带式的轮子在植物行间移动。
该机器人配备了高光谱、高清的热成像相机、天气监视器以及脉冲激光扫描仪传感器。这些设备可以让它收集植物的茎秆直径、高度和叶面积等的表型数据，以及作物的环境条件信息，如温度和土壤含水量。它收集的数据会存储在机器人自己的集成计算机上，接着它会传输到研究人员的笔记本电脑上。然后，他们可以使用此信息来为每一株植物建立一个3D计算机模型，以预测其生长和发育，从而估计该单株植物和整个作物的产量。
澳大利亚研制了一款农场机器人——“SwagBot”，能够放牧牲畜，并且将陷入泥泞之中的车辆拖出来；英国公布了一款农业采集机器人，它采集西蓝花的速度是人类的6倍，已经投入使用；法国一家公司近开发了一款专门用于大型蔬菜种植的新农业机器人——Dino除草机器人。Dino装备RTK(实时动力学)GPS和视觉相机，能翻动土块拔除杂草，且不伤害近处的作物。同时，它号称是一款“多功能机器人”，所以也可被用于播种。

在农业机器人研究上，日本则集中研究力量，共同实施开发计划，其研究的对象不单是农业机械，还包括与机械化作业效率有关的肥料、农药等生产资料的开发。研究课题的设置涉及蔬菜、旱作水田、畜产和果树等方面。

与国外相比，20世纪90年代中期，我国才开始了农业机器人技术的研发。目前，我国已开发出的农业机器人有：耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等。