除了作为移动部件和供应品的宝贵手段之外，机器人还可以作为在 3D 打印过程中应用材料的方法。机器人 3D 打印的选项包括聚合物挤出、电弧增材制造、金属粉末定向能量沉积 (DED) 甚至无热超声沉积。安装在机器人手臂上的 3D 打印头比固定在龙门上的 3D 打印头具有更大的运动自由度，并且可以实现无支撑的 3D 打印和复杂的几何形状，否则可能无法实现。

机器人也可以是移动的，并且可以通过安装在轨道上实现更大的有效构建体积或移动到现场以在原地生产结构。甚至可以协调多个 3D 打印机器人一起打印，以群体或编舞的方式运行，以加快生产速度并更快地创建大型零件。