不同的材質具有不同的物理特性和外觀效果，直接影響著機器人的外觀和性能。金屬材質如鋁合金、不銹鋼等，具有強度高、耐磨性好、質感強等優點，常用于工業機器人和對強度要求較高的機器人，能展現出堅固、耐用的形象。塑料材質則具有成本低、可塑性強、重量輕等特點，適合制作一些消費級機器人，如家用清潔機器人、教育機器人等，可以實現豐富多樣的造型。此外，還有一些新型材料如碳纖維、硅膠等，也在機器人設計中得到應用。碳纖維具有高強度、低密度的特性，常用于高端機器人的結構件；硅膠則常用于制作機器人的皮膚、柔性部件等，增加機器人的觸感和靈活性。
機器人需要在不同的環境中工作，因此其外觀設計必須考慮到環境適應性。例如，在水下環境工作的機器人，其外觀要具備良好的防水性能，采用密封的結構和防水材質，防止水進入機器人內部損壞電子元件。在高溫環境下工作的機器人，要考慮散熱問題，通過設計合理的散熱結構和選用耐高溫的材料，確保機器人能夠正常運行。在野外環境中，機器人的外觀要具備防沙塵、防碰撞等功能，采用堅固的外殼和防護裝置。此外，機器人的外觀顏色也可以根據環境進行選擇，例如在雪地環境中，白色的外觀可以使機器人更好地融入環境，避免被發現。
情感化設計旨在通過機器人的外觀設計引發用戶的情感共鳴，讓用戶對機器人產生情感依賴。例如，一些陪伴機器人的外觀設計會借鑒寵物的形象，如大眼睛、毛茸茸的身體等，這些可愛的元素能夠激發用戶的關愛之情，讓用戶將機器人視為親密的伙伴。情感化設計還可以通過機器人的表情、動作等非語言方式來實現。例如，機器人可以通過頭部的轉動、眼睛的眨動等動作來表達不同的情緒，與用戶進行更自然的情感交流。在設計過程中，要深入了解用戶的情感需求和心理特點，運用合適的設計元素和交互方式，實現機器人與用戶之間的情感連接。
協作機器人強調與人類的協作，其結構設計需要滿足、靈活和易用等要求。在方面，協作機器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結構設計，以減少對人類的傷害。同時，協作機器人的結構設計要便于操作和編程，一般采用直觀的人機交互界面，讓非專業人員也能輕松上手。此外，協作機器人還需要配備高精度的傳感器，如力傳感器、視覺傳感器等，以便實時感知周圍環境和人類的動作，實現、的協作。
