与国内其它优势单位相比较，南开大学机器人所在总体上呈现“小、精、强”的特点。“小”体现在十多位教授、副教授的规模上；“精”体现在学术梯队的组成上，南开大学机器人所拥有的教授和副教授比例，博士的比例与其他单位比都是很高的；“强”体现在研究群体和研究成果上，经过十几年的努力，南开大学机器人所在与机器人学相关的控制科学与工程方面在全国有相当影响。
特别需要指出的是，卢桂章教授曾多年担任863计划机器人主题的专家和组长，是至今活跃在国内机器人学术界的权威之一。刘景泰教授曾担任863计划机器人主题工业机器人专题专家组成员，在国内机器人研究的学者中也具有一定影响，卢桂章教授和刘景泰教授分别获得了863计划15周年突出贡献奖和贡献奖。近年来从美国康奈尔大学引进了方勇纯博士，并聘为南开大学特聘教授。聘任国际知名控制专家瑞典皇家工学院教授胡晓明博士为南开大学陈省身讲席教授。
经过十几年有意识的艰苦努力，目前已经形成以卢桂章教授为核心的，以中青年教师为主体的研究群体，这样的群体在南开大学非常有优势，并且在国内同行中也具有很强的优势。在研究方面，南开大学机器人所同样取得了优异成绩，无论在人均科研经费数，还是在人均科研成果数，均处于国内相关学科的领先行列。特别是面向生物医学工程的微操作机器人系统被国家称做863计划机器人主题15年三大标志性成果之一，并获得了天津市科学发明一等奖，国家技术发明二等奖。近年来，获得国家攻关项目、863计划、攀登计划、国家自然科学基金项目20余项。
2005年，与北京大学等四所大学一道创办了全新的本科专业——《智能科学与技术》。 2006年，控制理论与控制工程成为天津市重点学科。
 
机器人所的研究方向有： 

• 面向生物医学工程的微操作机器人系统；
• 多机器人系统及其协调控制；
• 基于网络的机器人遥操作；
• 用于MEMS快速原型设计的虚拟现实系统； 
• 大型信息管理系统；
• 电子商务系统；
• 体全息数据存储自动化技术与设备；
• 机器人辅助的显微外科手术操作系统；
• 非接触原子力显微镜控制系统设计；
• 基于非接触原子力显微镜的高密度存储研究；
• 基于VR技术的具有部件版图库的MEMS设计环境；
• 移动机器人控制器；
• 具有自主知识产权的信息加密技术；
• 具有自主知识产权的嵌入式操作系统；
• 南开太阳卡系列应用系统；

• 校园一卡通
• 系列太阳卡微机结算系统
• 南开太阳消费综合管理系统
• 太阳卡考勤管理系统
• 电子商务系统
• 办公自动化管理信息系统
• 南开太阳无线点餐系统
• 南开太阳计算机分布式室温控制系统等