A modelagem matemática de um robô é parte essencial para entender seu funcionamento. Características cinemáticas, dinâmicas e diferentes não linearidades fazem desse tema um dos mais densos dentro da robótica, envolvendo representações em sistemas contínuos, discretos, não paramétricos e híbridos, com destaque especial para os sistemas chaveados. Para cada uma dessas representações, técnicas específicas de simulação física e computacional são investigadas para tornar possível o desenvolvimento de sistemas de controle de movimentação dos robôs utilizando abordagens que vão desde o controle clássico e o controle moderno até as técnicas de controle baseado em dados e os sistemas de controle inteligente.