역기구학이란 로봇 끝단(엔드이펙터)의 목표 위치와 자세가 주어졌을 때, 이를 달성하기 위한 각 관절의 각도 또는 변위를 역으로 계산하는 방법이다. 로봇에게 '특정 지점으로 이동하라'는 명령을 내리면, 제어 시스템은 역기구학을 통해 각 관절을 얼마나 움직여야 하는지 결정한다. 6축 산업용 로봇팔에서 용접 토치를 특정 좌표에 위치시키려면 6개 관절 각도의 조합을 역기구학으로 구해야 하며, 해가 여러 개 존재할 수 있어 그 중 하나를 선택하는 기준이 필요하다. 풀이 방식으로는 닫힌 형태의 수식으로 해를 구하는 해석적 방법과, 야코비안 행렬을 이용해 반복적으로 해에 접근하는 수치적 방법이 주로 쓰인다. 순기구학(Forward Kinematics)은 반대로 각 관절값이 주어졌을 때 끝단의 위치·자세를 구하는 계산으로, 역기구학과 입력과 출력의 방향이 서로 반대임을 혼동하지 않아야 한다.