航天員在空間站中出艙活動，離不開機械臂的幫助，少了機械臂，很多工作都很難完成。神舟十五號乘組先後兩次出艙活動，都是在機械臂的輔助下進行的，包括出艙和在核心艙、兩個實驗艙之間快速轉移，並完成艙外多項任務。
中國空間站有兩個好幫手，它們是一對大小機械臂，大機械臂叫做天和機械臂，小機械臂叫做問天機械臂，其中天和機械臂安裝在天和核心艙外，它組合總長達到了10.2米，能夠承受25噸的重量，可以輕鬆抬起100公斤重的東西。
問天機械臂顧名思義就是安裝在問天實驗艙外了，它的全長只有5米左右，能夠承受3噸的重量。相對於天和機械臂，問天機械臂確實不夠長，力氣也不夠大，但是它更加靈活，能夠獨立的做更加精細的活。中國空間站這對機械臂，可以說它們是各有分工，各有優勢。
中國空間站的大小機械臂並不只有出艙和快速移動這兩個功能，它還能夠協助航天員進行貨物搬運，在艙外進行設備安裝和檢查，對空間站外部平台進行維護，能夠在艙外進行懸停捕獲。
機械臂還有一個重要的功能就是能夠快速輔助航天員應急返回艙內，太空環境惡劣，航天員在艙外作業具有一定的危險性。比如在艙外工作時，很有可能會遭遇航天服充氣膨脹、太空碎片撞擊等意外出現。一旦出現意外，機械臂可以輔助航天員在最短時間內返回艙內，保障航天員的安全
雖然名字叫「機械臂」，但實際上天和機械臂和問天機械臂並不是簡單的機械臂，它們是擁有「智慧」的機器人，具備任務規劃、自主避障、運動控制和信息處理能力，一定程度上能夠像人類一樣進行工作。
機械臂擁有一個中央控制器，它能夠像人腦一樣對複雜的數據進行處理，精確的控制機械部分進行工作。同時在機械臂的「肩部」和「腕部」，安裝有末段執行器並配備力傳感器，讓機械臂能夠像人的手臂一樣具有觸覺神經，能夠對外界進行感知。一旦它感受到外界對它施加的壓力過大，它就會自主進行風險評估，並做出規避。
機械臂擁有七個關節，其中1個肘關節，3個腕關節，3個肩關節，這使得它比人類的手臂一還要靈活幾倍。同時機械臂上安裝多個高清相機，能夠360度無死角的對目標進行拍攝，同時也能夠準確的定位目標位置。
機械臂在艙外工作，也會受太空環境的影響，比如輻射強，溫差大。因此機械臂大多採用耐輻射，耐腐蝕的材料，同時還要在機械臂的表面塗上防護塗層，加大對機械臂的保護。
還有個特別的地方，中國空間站的大小兩個機械臂其實是可以互相組合的，最終成為形一個15米的長機械臂，具備更大的工作範圍。這也是為什麼說這兩個機械臂是「一對」。
中國機械臂的實力是透明公開的，我們對此沒有藏著掖著，不過即便如此，還是讓一些國家和政客感到不快。美國太空軍司令詹姆斯·迪金森上將就曾危言聳聽的說，中國空間站的大小機械臂可以捉衛星，會威脅到太空中的衛星。迪金森的設想也曾在好萊塢的影視作品中出現過，在美劇《太空部隊》第一季中，就曾有中國空間站用機械臂，剪斷美國偵察衛星太陽能帆板的橋段，不過這也只是影視作品中的誇張橋段。
實際上想要在太空中捕獲衛星，人類目前的技術要實現還是有難度的。
首先需要將自己的太空飛行器調整到目標衛星的軌道附近，然後保證兩者能夠成功實現交匯，還要保證和目標衛星交匯時相對速度不能太快。在這個過程中，太空飛行器要做非常複雜和精準的機動，如果要使用機械臂破壞和捕獲一個非合作的衛星，更是需要太空飛行器維持長時間的穩定跟蹤，目前幾乎無法實現。
實際上，國際空間站上的機械臂比中國的更長，達到17.6米，這個機械臂並非美國研製的，而是加拿大的臂2型機械臂。國際空間站安裝機械臂已經多年，也未曾聽聞有用機械臂捕獲衛星的說法。
我國太空機械臂起步比較晚，但是進步速度非常快，目前國產的機械臂和加拿大的機械臂一樣實現了艙外自主移動，而日本和歐洲的機械臂還是固定式安裝，使用靈活性和任務適應性差很多。