机器人动力学是机器人控制的基础。机器人动力学的建模方法，主要包括拉格朗日法和牛顿-欧拉法等。拉格朗日法利用刚体的动能和势能构成拉格朗日能量函数，能量函数分别对系统位置变量及速度变量求偏导数，再对能量函数对系统速度变量的偏导数求时间导数，构成欧拉-拉格朗日微分方程，获得机器人动力学模型。牛顿-欧拉法利用牛顿第二定律对刚体的直线运动建模，利用欧拉方程对刚体的旋转运动建模，经迭代递推得到机器人动力学方程。对于关节式工业机器人，其机器人动力学方程涉及关节力矩、关节位置、关节速度、关节加速度、连杆惯量、连杆质量、重力项等。对于地面移动机器人，其机器人动力学方程涉及驱动电机力矩、机器人线速度、线加速度、姿态角度、角速度、角加速度、机器人质量和惯量等。对于飞行机器人，其机器人动力学方程涉及空气动力学，还涉及高度、姿态、质量、重力、推力/升力等。对于水下机器人，其机器人动力学方程涉及流体力学，还涉及下潜深度、姿态、质量、推进力、重力、浮力等。

当机器人运动速度较高或质量较大时，需要利用机器人动力学描述机器人的动态特性，并利用运动学描述其位姿变化，需要基于机器人动力学和运动学设计机器人控制律。当机器人运动速度较低且质量较小时，可以在不考虑机器人动力学的情况下仅利用运动学设计机器人控制律。