通过搭载水下摄影、声呐等设备，能够代替人工完成水下地形测量、科学考察和其他水下施工作业等任务。水下机器人主要分为：①有缆水下机器人。也称遥控水下机器人、遥控潜器（ROV）；其操作控制是遥控式，由水面设备（包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等）和水下设备（包括中继器和潜水器本体）组成，潜水器本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备（摄像机、照相机、照明灯等）和作业设备（机械手、切割器、清洗器等）。潜水器的水下运动和作业，是由操作员在水面母舰上控制和监视，靠电缆向本体提供动力和交换信息。②无缆水下机器人。也称自主式水下机器人、自主式水下潜器（AUV），AUV自身拥有动力能源和智能控制系统，能够依靠自身的智能控制系统进行决策和控制，能够实现智能式自主航行。操作人员仅下达总任务，机器人就能自动识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。

水下机器人通过搭载多波束测深系统、侧扫声呐系统等探测设备，结合惯性导航技术、全球导航卫星系统（GNSS）定位技术、水下声学定位技术，可实现水下地形测量、定点和区域性走航观测、对海底和水体进行剖面或断面的连续观测等，获得高分辨率的海底地形数据、高质量的水下图像数据和海洋环境观测数据。采用水下测量机器人进行水下地形测量和地貌调查工作同水面船只测量的手段和方法大致相同，只是水下定位和导航技术与陆地不同，典型的水下机器人定位方法有：基于惯性导航系统的导航定位法、水声定位法、GNSS定位法、基于视觉系统的导航定位法等。惯性导航系统作为导航定位领域比较成熟的技术，具备其他导航技术无法比拟的优点，由其自主性、抗干扰性和输出参数的全面性决定了惯性导航系统在导航中的首要地位，随着导航定位技术的深入发展，水下测量机器人还较多采用多种方式组合导航，利用惯性导航、多普勒声呐导航和声呐影像的视觉导航等多种数据融合进行导航。此外，水下机器人还可以安装水下立体摄影机，这种随潜水器运动的水下立体摄影测量，在某种程度上同航空摄影地形测量原理一样，由机器人深潜水下，在接近水底时用水下摄影方式获得目标图像。