관절공간이란 로봇의 각 관절 값(회전 관절의 각도, 직선 관절의 변위)을 좌표로 삼아 로봇의 자세를 표현하는 공간이다. 로봇을 제어할 때 모터가 직접 다루는 값이 관절 값이므로, 관절공간에서 경로를 계획하면 각 모터의 움직임을 직접 설계할 수 있다. 예를 들어 6축 산업용 로봇팔은 여섯 개의 관절 각도로 하나의 자세를 나타내며, 이 여섯 값의 조합 전체가 관절공간을 이룬다. 관절공간 경로 계획은 용접·도장 자동화처럼 팔이 부드럽게 연속 동작해야 하는 현장에서 폭넓게 쓰인다. 관절공간은 로봇 끝단(엔드이펙터)의 위치와 방향으로 표현하는 작업공간(Task Space)과 구별되며, 두 공간 사이를 변환하는 것이 순기구학과 역기구학이다.