学院的前身是1979年建立的机器人研究室，1985年更名为上海交通大学机器人学院，是我国早机器人从事机器人技术研发的专业机构之一。1992年建成国家863机器人柔性装配系统网点实验室。机器人学院是机械电子工程学科的硕士和博士学位授予点，现有人员29人，其中“长江学者”特聘教授2人、教授8名、副教授和高级工程师15名，博士研究生50余名，硕士研究生60余名。目前有八人次入选国家和省部级人才计划，包括“国家杰出青年基金”（2人次）、“上海市学科带头人计划”（2人次）、“教育部新世纪人才支持计划” （2人次）、“上海市曙光计划”和“上海市启明星计划”。有国际学术刊物“IEEE Transactions on Automation Science and Engineering”编委一名、《科学通报》编委一名。
机器人学院在机器人学、先进电子制造、生物机电一体化系统、工业机器人、特种机器人、机电设备及自动化生产线的设计与开发等方面有显著的特色与优势，主持过多项重大项目，并取得了丰硕的成果。曾成功主持“十五”国家自然科学基金重大项目“先进电子制造的重要科学技术问题研究”，目前承担国家973课题3项，国家863项目7项，国家自然科学基金项目14项，年均科研经费超过1300万元。在机器人学和制造科学研究方面取得了重要理论成果，在IEEE Trans. on Robotics and Automation、IEEE Trans. on Robotics、《中国科学》、《科学通报》等国内外杂志发表论文数十篇。近三年，学院获国家科技进步二等奖1项（2007），上海市自然科学一等奖1项（2009），上海市科技进步一等奖1项（2006），获省部级自然科学奖二等奖2项，科技进步二等奖2项，发明三等奖1项。
本所拥有1500平方米的实验室，是国家“863”高技术机器人装配系统网点开放实验室的依托单位，建有安川机器人技术服务中心、国家精密微特电机工程技术研究中心、飞利浦-上海交通大学电子制造联合实验室、上海交通大学-ABB研发中心机器人学院联合实验室，有各类机器人近20台、高速高精运动平台1套、引线键合机1台、芯片倒装机2台、密管脚芯片返修机1台、高加速度气浮平台1套、大惯量气浮平台1套以及视觉系统和各类检测设备等共计60余台。
机器人学院发展战略是：依托上海，面向市场，以机器人技术为核心，以先进电子制造为突破口，不断拓宽应用领域，走国际化发展道路。
上海交通大学机器人学院成立于1979年10月，当时由六机部批准成立，成立时名为“上海交通大学机械手与机械人研究室”，编制12人，挂靠机械工程系。1985年改名为“上海交通大学机器人学院”。成立时的研究方向为：“工业机器人”（国防工办支持）；“肌电假肢”（民政部项目）（后转仪器工程系）。
1978年，蒋厚宗组织研究队伍开始研究示教再现式工业机器人，于1979年9月研制成功二自由度示教再现式机器人试验装置，是中国台示教再现式的机器人。该项目1979年10月获上海市高校国庆30周年科技成果奖。
1985年，作为上海市七五重点攻关项目，机器人“二条龙”的单位，承担并完成了“上海一号”弧焊机器人，“上海三号”喷涂机器人的研制。其中“上海一号”机器人获1988年度上海市科技进步一等奖，“上海三号”机器人获首届上海科技博览会金奖和首届中国青年科技成果博览会金奖。这两项成果受到、朱镕基、、、李铁映等领导同志的接见和参观。
1986年，蒋厚宗教授受委托，参与制定国家863计划（机器人部分）。863计划启动后，在交大机器人学院建立了国家“863”高技术机器人装配系统网点开放实验室。
1990年，交大机器人所将研制的上海一号机器人用于桑塔纳轿车国产化中的转向摇臂焊接，在桑塔纳国产化进程中首次应用了机器人技术。该项工作得到了到学校视察的同志的高度好评。
1995年，交大机器人所作为总设计师单位，完成了国家863计划的“精密一号”装配机器人。