Kinematyka to nauka zajmująca się opisem ruchu bez uwzględnienia sił wywołujących ten ruch. W ramach kinematyki manipulatorów bada się: zmiany położenia, prędkości i przyspieszenia ruchu.

W zależności od właściwości badanych obiektów dzieli się na: kinematykę punktu materialnego i bryły sztywnej oraz kinematykę ośrodków ciągłych (odkształcalnego ciała stałego, cieczy i gazów).

Podstawowe pojęcia kinematyki to: przestrzeń, czas, położenie, współrzędne, tor ruchu, prędkość, przyspieszenie, prędkość kątowa, przyspieszenie kątowe, droga, wektor przemieszczenia, prędkość przyspieszenia, prędkość opóźnienia.

Kinematyka w robotyce opisuje najczęściej zależność pomiędzy strukturą manipulatora, nastawami poszczególnych ramion (współrzędne wewnętrzne zapisywane jako wektor q), a położeniem efektora.

Zależność ta przedstawiana jest pod postacią macierzy K(q) (Notacja Denavita-Hartenberga) lub pod postacią wektora k(q) (będącego pochodną tejże macierzy).

Kinematyka manipulatora ma postać:

gdzie wektor T(q) określa położenie efektora wyrażone w bazowym układzie współrzędnych, natomiast macierz R(q) określa jego orientację w przestrzeni również wyrażoną w bazowym układzie współrzędnych.