กล้องโทรทรรศน์หุ่นยนต์เป็นระบบที่ซับซ้อนซึ่งโดยปกติจะรวมระบบย่อยจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกัน ระบบย่อยเหล่านี้รวมถึงอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการชี้ตำแหน่งกล้องโทรทรรศน์ การทำงานของเครื่องตรวจจับ (โดยทั่วไปคือ กล้อง CCD ) การควบคุมโดมหรือเปลือกหุ้มกล้องโทรทรรศน์ การควบคุม โฟกัสของกล้องโทรทรรศน์การตรวจจับสภาพอากาศและความสามารถอื่นๆ บ่อยครั้งที่ระบบย่อยที่แตกต่างกันเหล่านี้ควบคุมโดยระบบควบคุมหลัก ซึ่งมักจะเป็นส่วนประกอบของซอฟต์แวร์ กล้องโทรทรรศน์หุ่นยนต์ทำงานภายใต้หลักการวงปิดหรือวงเปิด ในระบบวงเปิด ระบบ กล้องโทรทรรศน์ หุ่นยนต์จะชี้ตัวเองและรวบรวมข้อมูลโดยไม่ตรวจสอบผลการดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง บางครั้งมีการกล่าวว่ากล้องโทรทรรศน์วงเปิดทำงานด้วยความเชื่อ กล่าวคือหากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น ระบบควบคุมจะไม่มีทางตรวจจับและชดเชยได้ ระบบวงปิดมีความสามารถในการประเมินการทำงานผ่านอินพุตที่ซ้ำซ้อนเพื่อตรวจหาข้อผิดพลาด อินพุตทั่วไปดังกล่าวจะเป็นตัวเข้ารหัสตำแหน่งบนแกนการเคลื่อนที่ของกล้องโทรทรรศน์ หรือความสามารถในการประเมินภาพของระบบเพื่อให้แน่ใจว่ามันถูกชี้ไปที่มุมมองที่ถูกต้องเมื่อถูกเปิดเผย กล้องโทรทรรศน์หุ่นยนต์ส่วนใหญ่เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก แม้ว่าเครื่องมือสังเกตการณ์ขนาดใหญ่อาจทำงานอัตโนมัติ แต่มีเพียงไม่กี่เครื่องที่ใช้งานโดยไม่มีผู้ดูแล