Automaattinen testauslaite suorittaa monimutkaisia testejä piirilevyille, integroiduille piireille ja muille elektronisille laitteille. Testaus tapahtuu yleensä tuotantoympäristössä, jossa automatisoitu, suhteellisen nopea testaus on tärkeää. Automaattiset testauslaitteet voivat käyttää erilaisia tekniikoita, mukaan lukien toimintapiirin testaus, optinen tutkimus ja röntgentarkastus. Puolijohdevalmistajat käyttävät sitä usein mikroprosessorien, muistisirujen ja analogisten integroitujen piirien testaamiseen. Elektroniikan valmistajat käyttävät myös automaattisia testauslaitteita piirilevyjen, ilmailujärjestelmien ja elektronisten komponenttien oikean toiminnan tarkistamiseen.
Automaattinen testauslaite voi olla melko yksinkertainen, sillä se suorittaa vain muutaman jännite- ja virtamittauksen testattavalle osalle. Muut järjestelmät ovat hyvin monimutkaisia ja suorittavat kymmeniä toiminnallisia ja parametrisia testejä erilaisilla testauslaitteilla. Jotkut voivat myös vaihdella testattavan osan fyysistä ympäristöä. Esimerkiksi laite voidaan testata kammion sisällä, joka on alttiina äärimmäiselle kuumuudelle tai kylmälle tietokoneen ohjauksessa. Laitteen luonteesta riippuen testaukseen voi kuulua myös altistuminen valolle, äänelle tai paineelle.
Kootut painetut piirilevyt ja niiden osat on jo juotettu sisään voidaan testata useilla automaattisilla testauslaitteilla. Jotkut järjestelmät käyttävät optisia tarkastusyksiköitä, jotka skannaavat jokaisen levyn juotosongelmien, kuten siltojen, oikosulkujen ja huonolaatuisten liitosten varalta. Nämä järjestelmät käyttävät korkean resoluution mobiilikameroita ja pystyvät yleensä havaitsemaan myös väärin sijoitetut ja puuttuvat komponentit. Testijärjestelmät voivat myös käyttää kolmiulotteista röntgentarkastusta löytääkseen ongelmia, jotka eivät näy tavanomaisella optisella tarkastuksella. Esimerkiksi röntgenjärjestelmät voivat “nähdä” juotosliitosten sisään Ball Grid Array -piirien ja kääntölastujen alle.
Monen tyyppisiin automaattisiin testauslaitteisiin kuuluu robottikäsittelyjärjestelmiä, jotka saavat ja sijoittavat jokaisen testattavan osan oikein. Testattavan laitteen tyypistä riippuen käsittelijä voi kääntää tai sijoittaa jokaisen laitteen useita kertoja ennen kuin kaikki testit on suoritettu. Erityisesti piikiekot sisältävät monia yksittäisiä testattavia puolijohdelaitteita. Testilaitteisto siirtää robottia, nimeltään prober, kiekkoa pitkin kiekkoa laitteesta laitteeseen testauksen aikana. Se voi myös kääntää kiekkoa tai kohdistaa sen uudelleen tarvittaessa.
Kun fyysinen laite, piirilevy tai kiekko on testattu kokonaan, robottilajittelija voi siirtää sen testausasemalta yhteen useista säiliöistä. Yleensä lokeroita on useita, jotta ongelmalliset laitteet voidaan lajitella sen mukaan, mitkä testit epäonnistuivat. Jotkin automaattiset testauslaiteympäristöt sisältävät erilaisia testauslaitteita kussakin useassa asemassa. Ihmistyöntekijät tai robottikäsittelijät voivat tarvittaessa siirtää testattavia laitteita asemalta asemalle.