Teleoperaatio on robotin toimintaa kaukaisesta paikasta. Sitä käytetään avaruustutkimuksessa, öljy- ja kaasuteollisuudessa, armeijassa ja lääketieteen alalla. Robotteja käytetään ja ohjataan yleensä teleoperaation avulla, koska ihmisten lähettäminen olisi liian kallista tai liian vaarallista. Yleensä yksi käyttäjä hallitsee robottia ja tuntee jonkin verran upotusta etäympäristöön. Käyttäjän käyttämät hallintalaitteet ovat usein riittävän intuitiivisia, jotta robotti voidaan käsitellä nopeasti ja sujuvasti.
Teleoperaation mahdollistamiseksi on luotava jonkinlainen läsnäolon tunne. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä antureita tietojen keräämiseen etäympäristössä. Esimerkiksi vedenalaisessa robotissa luotainanturia voidaan käyttää pystysuoran etäisyyden määrittämiseen merenpohjaan. Kaikuluotaintekniikka pomppii ääni -aallon merenpohjasta ja tallentaa aallon edestakaisen matkan. Kaikki tunnistustiedot voidaan sitten yhdistää teleoperaattorille tai ihmisen ohjaimelle kokeakseen virtuaalitodellisuudessa. Kun teleoperaattori on saanut hyvän tuntuman etäympäristöön, hän voi ohjata robottia tehokkaasti.
Kansainvälisellä avaruusasemalla avaruuspukuisia astronauteja on käytetty aseman kokoamiseen ja kunnossapitoon. Valmistautuminen extravehicular toimintaan tai avaruuteen kävely on kuitenkin kallis menettely, joka kestää useita tunteja. Yhdysvaltain kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto (NASA) suunnittelee parhaillaan Robonaut -nimistä robottia, joka yrittää suorittaa monia näistä tehtävistä. Robonautilla on ylävartalo, joka muistuttaa ihmistä ja käyttää teleoperaatiota käsien ja käsien hallintaan. Teleoperaattorilla on kuulokkeet ja useita kehittyneitä antureita, jotka mahdollistavat korkean hallinnan ja kätevyyden robotin kanssa.
Tele -läsnäolotekniikalla on joitain rajoja. Sähkömagneettinen säteily kulkee valon nopeudella ja on nopein tapa siirtää anturitietoja etäympäristöstä. Jopa tällä nopeudella edestakaisen signaalin viive Maan ja Marsin välillä vaihtelee kuudesta 40 minuuttiin. Tämän seurauksena Marsin rovereita ei voida käyttää Maasta tuntemalla paljon reaaliaikaista etäyhteyttä. Operaattorien olisi siirryttävä paikkaan, joka on lähempänä rovereita, kuten Marsin matalaa kiertorataa, jotta tämä tapahtuisi.
Öljy- ja kaasuteollisuudessa kauko-ohjattavia vedenalaisia ajoneuvoja (ROV) käytetään öljynpoistolaitteiden huoltamiseen syvänmeren vesillä. Niitä käytetään tyypillisesti veneestä pinnalla ja niissä on pitkä kaapeli, joka yhdistää käyttäjän robottiin. Niissä on yleensä valot ja kamerat, jotka palauttavat videosignaalin käyttäjälle. Aiemmin ihmissukeltajat ovat huoltaneet tällaista merenalaista infrastruktuuria, mutta viimeaikaiset poraukset syvemmille, vaarallisemmille vesille kannustivat teleoperaation käyttöä ROV -laitteilla.
Armeija käyttää teleoperaatiota joissakin tilanteissa, joita pidetään liian vaarallisina sotilaille. Jotkut laivastot käyttävät ROV -laitteita harjoitustorpedojen palauttamiseen ja muiden merenpohjan esineiden tutkimiseen. Irakissa, Afganistanissa ja Israelissa robotteja käytetään lähestymään itse tehtyjä räjähteitä tai muita mahdollisesti vaarallisia esineitä.