測量機器人又稱自動全站儀，是一種集自動目標識別、自動照準、自動測角與測距、自動目標跟蹤、自動記錄于一體的測量平臺。它的技術組成包括坐標系統、操縱器、換能器、計算機和控制器、閉路控制傳感器、決定制作、目標捕獲和集成傳感器等八大部分。坐標系統為球面坐標系統, 望遠鏡能繞儀器的縱軸和橫軸旋轉, 在水平面360°、豎面180°范圍內尋找目標；操縱器的作用是控制機器人的轉動；換能器可將電能轉化為機械能以驅動步進馬達運動；計算機和控制器的功能是從設計開始到終止操縱系統、存儲觀測數據并與其他系統接口, 控制方式多采用連續路徑或點到點的伺服控制系統；閉路控制傳感器將反饋信號傳送給操縱器和控制器, 以進行跟蹤測量或精密定位；決定制作主要用于發現目標, 如采用模擬人識別圖像的方法(稱試探分析) 或對目標局部特征分析的方法(稱句法分析) 進行影像匹配；目標獲取用于精確地照準目標, 常采用開窗法、閥值法、區域分割法、回光信號最強法以及方形螺旋式掃描法等；集成傳感器包括采用距離、角度、溫度、氣壓等傳感器獲取各種觀測值。由影像傳感器構成的視頻成像系統通過影像生成、影像獲取和影像處理, 在計算機和控制器的操縱下實現自動跟蹤和精確照準目標, 從而獲取物體或物體某部分的長度、厚度、寬度、方位、2 維和3 維坐標等信息, 進而得到物體的形態及其隨時間的變化。
       有些自動全站儀還為用戶提供了一個二次開發平臺，利用該平臺開發的軟件可以直接在全站儀上運行。利用計算機軟件實現測量過程、數據記錄、數據處理和報表輸出的自動化，從而在一定程度上實現了監測自動化和一體化。