日本江戶時代末期至明治初期，一位天才工匠田中久重擅長製作各種會動的人偶娃娃，用繩子，發條，木製的齒輪及轉軸等驅動，令它們可以做出端茶遞水，拉弓射箭，搖扇子，轉雨傘等動作。日本工匠更為機械人偶穿上精緻的和服和畫上面譜，用以娛樂。這些稱為「Karakuri ningyo」的機械人偶，可說是日本最早的機械人。
田中久重得以成為大師，歸功於細川半蔵頼直（Yorinao Hosokawa）於1796年撰寫的一本關於的機械人偶的專著《機巧圖彙》（Karakuri Zui）。細川身兼工程師、藝術家和發明家，他的《機巧圖彙》全書共分為首卷、上卷、下卷三冊，講述了如何製造掛鐘、櫓鐘等四種日本鐘和9種機械人偶。
《機巧圖彙》一書介紹了多種機械人偶的製作方法。
今日，日本是公認的機械人大國，不同公司研發了各式各樣的機械人，不但會說話，還會行走、唱歌、跳舞、踢足球甚至相撲。首相安倍晉三2015年更宣布成立「機械人革命行動協議會」（Japan Robot Revolution Initiative Council），謀求與超過400家企業及機構合作，於2020年，將機械人產業市場增加至21億美元。
西方評論，多談及機械人如何會取代人力，然而日本大力發展機械人產業，除了是應對勞動力不足的情況，應用到服務行業，其實還與日本人對機械人感情上的聯繫有關。
日本機械人學會會長、早稻田大學的高西淳夫教授介紹，英文「Robot」（機器人）一詞最早出現於捷克劇作家卡雷爾．恰佩克（Karel Capek）在1920年發表的科幻作品《羅素姆萬能機器人》。在該劇中機械人「Roboti」，該詞在捷克語和德語中是「勞動者」或「奴隸」的意思。當這個戲劇在1923年被翻譯為日文時，就用上了「人造人間」（jinzo-ningen）。
女機械人「Erica」。
有西方評論人認為，日本人用「人造人間」顯示了東西方人對機械人的不同理解，西方人視機械人為「勞動者」或「奴隸」，而日本人則定義為一個可調控的「人」。這亦解釋了西方普及文化對機械人充滿猜疑，與日本的漫畫及動畫中人形機械人的正面形像大異其趣。
澳洲麥覺理大學（Macquarie University）媒體及文化日裔學者曾根裕二更採用「藝能」的概念。藝能在日本文化上涵蓋各種祭典、風俗以至相樸、茶道等技藝，他說：「藝能人的被當作是「異人」（Strangers），是游走於神聖與俗、善與惡、及內與外的角色，意味著機械人與藝能人擔任與類似的角色。」
現在，很多情況下，日本人都製作模仿人類外形或人體內部結構相似的「人形機器人」，英語中多稱之為「Humanoid robot」。
日本僧侣為已停產的機械狗AIBO主持喪禮。
已故的早稻田大學加藤一郎實驗室於1969年研發出第一台以雙腳走路的機械（WABOT-1）。他曾說，到歐洲演講時常被當地的學者常提出為什麼只在日本會有這麼多仿人機器人這個問題。加藤說：「這讓我感到，在他們的意識深處，『造人非上帝不能為之』這種基督教的影響可謂根深蒂固，根本上抗拒對人形自動機械人。」
日本大阪大學教授、日本國際電氣通信基礎技術研究所（ATR）研究室客座主持人石黑浩（Hiroshi Ishiguro）認為，在未來的「機器人社會」中，將會有各種型態的機器人，機器人會像現在人人都有電腦一樣普及，他解釋，「人可以選擇與人做伴，也可以和機器人做伴。
」
石黑浩指出，人型機械人不僅僅是技術開發上的新領域，更認為是探究人性本質的一種方式，探究身為人的定義為何。
到了1980年，工業機械人真正在日本普及，其中最日本著名的機械包括索尼公司（SONY）於2000年推出的機器狗「愛寶」（AIBO）、本田汽車公司於2011年推出的人形機械人阿西莫（ASIMO），能夠以接近人類的姿態走路和奔跑。
由產業技術綜合研究所的「未夢（HRP-4C）」及大阪大學和京都大學等研究團隊開發的Erica都是參考了日本年輕女性的身形、臉部特徵及聲線而製成的「人工美女」。
至於由日本軟庫集團（Softbank）和法國「Aldebaran Robotics」聯合研發的「Pepper」在2015年正式投產，可連接網絡、頭部設有麥克風及HD相機等配備，會說話及搖動身體。日本部分地鐵站及旅客諮詢中心等購置了「Pepper」，解答旅客的查詢。
