Robotski sesalnik bazena je podoben običajnemu gospodinjskemu sesalniku. Vključuje čistilni sistem, napajalnik in krmilni sistem, ki se nahaja na sami napravi ali ima ločen daljinski upravljalnik.
Čistilni sistem je sestavljen iz enega ali več vrtljivih trdnih čistilnih valjev in notranje posode za zbiranje umazanije.
Robotski sesalnik deluje preprosto, brez človekovega posredovanja, gladko se premika po dnu in stenah bazena. Zahvaljujoč močni črpalki in valjem se umazanija potegne z vodo. Vsa odplaka gre v vrečo za smeti, ven pa pride prečiščena voda.
Robotski sesalniki ne odstranjujejo le majhnih odpadkov v obliki peska, dlak, gumbov, sluzi, ampak se ukvarjajo tudi z večjimi predmeti (listi, žuželke, ptice itd.).