截至2014年底，該所獲得國家、中科院、各部委及地方獎勵300余項，形成了機器人技術、光電信息技術、先進制造及自動化技術三大研究方向。
研究所在水下機器人、工業機器人、工業自動化技術、信息技術方面取得多項有顯示度的創新成果。其中“‘CR-01’6000米無纜自治水下機器人”科研成果被評為1997年中國十大科技進展之壹，並獲得1998年國家科技進步壹等獎；工業機器人成功實現產業化，“工業機器人研究開發及工程應用”項目獲2000年國家科技進步二等獎；工業現場總線技術打破中國國外壟斷，研發出基於FF現場總線技術的系列化產品。“基於現場總線的新壹代全分布式控制系統（中科SIACON）”2001年被評為“九五”國家重點科技攻關計劃優秀科技成果，“現場總線分布控制系統開發及應用”獲2002年國家科技進步二等獎；研制電視跟蹤與測量設備多次成功地執行了“神舟”號系列飛船發射、回收的跟蹤與監測任務，受到了中央軍委、國防科工委及總裝備部的表揚與嘉獎。
沈陽自動化所研制開發了極地機器人、飛行機器人、納米操作機器人、仿生結構智能微小機器人、反恐防暴機器人等多種特種機器人，開展了網絡化設計與制造、快速成型、納米材料制造設備、工業無線現場總線、精準農業、專用集成芯片、汽車電子等多方面高新技術與產品的研究與開發，獲得大批科研成果，在中國國內外形成技術領先優勢。
開發的極地機器人先後三次參加中國的極地科考活動，從北極到南極，從陸地到水下，為中國獲取極地科學數據做出貢獻；“靈蜥”系列反恐防暴機器人進入多個省市公安武警系統，成為反恐前線的忠誠衛士；飛行機器人成功完成地震搜救演習並獲得中央領導的高度評價；擁有自主知識產權的現場總線標準——《用於工業測量與控制系統的EPA系統結構與通信規範》被國際標準化委員會認可，實現了中國在工業自動化國際標準化工作中零的突破，標誌著中國在現場總線領域擁有了國際認可的自主核心技術。 《機器人》 《機器人》創刊於1979年，原名《國外自動化》，1987年更名為《機器人》；是經中華人民***和國新聞出版總署批準，由中國科學院主管，中國科學院沈陽自動化研究所、中國自動化學會***同主辦的科技類核心期刊，主要報道中國在機器人學及相關領域具有創新性的、高水平的、有重要意義的學術進展及研究成果，由中國科學出版社出版。
該期刊被Ei 數據庫、Scopus 數據庫、Inspec 數據庫、劍橋科學文摘 （CAS） 數據庫、JST日本科學技術振興機構數據庫、中文自然科學核心期刊、中國學術期刊文摘、中國學術期刊綜合評價數據庫、中國期刊全文數據庫、中國科學引文數據庫等中國國內外數據庫收錄。 《信息與控制》 《信息與控制》創刊於1972年，原名《自動化》，1978年更名為《信息與控制》；是經中華人民***和國新聞出版總署批準，由中國科學院主管，中國科學院沈陽自動化研究所、中國自動化學會***同主辦的科技類核心期刊，主要刊載信息與控制科學領域基礎研究和應用基礎研究方面具有創新性的、高水平的、有重要意義的研究成果，由科學出版社出版。
該刊以控制科學理論為基礎，以信息技術推動控制理論和系統發展為目標，重點關註控制科學與技術、與控制理論相關的應用信息技術在機械制造、能源電力、冶金化工、資源環境、航空工業以及國防工業等國家重要高科技和經濟領域中的應用研究成果。主要內容包括：1）控制理論與控制工程；2）智能信息處理；3）人工智能與模式識別；4）先進控制與優化技術；5）企業信息管理與信息系統；6）工業控制網絡與系統；7）人機系統等。
該期刊被Scopus數據庫、INSPEC數據庫、JST日本科學技術振興機構數據庫、中國學術期刊文摘、中國學術期刊綜合評價數據庫、中國科學引文數據庫等中國國內外數據庫收錄。