Robonaut (tai suomeksi ehkä "robonautti", vrt. astronautti) on Dextrous Robotics Laboratoryn NASAn Johnsonin avaruuskeskuksessa (JSC) Houstonissa, Texasissa toteuttama ihmisenkaltaisen robotin kehitysprojekti. Robonaut eroaa muista avaruudessa käytettävissä roboteista siinä, että useimmat avaruudessa olevat robottijärjestelmät keskittyvät suurien kappaleiden liikuttamiseen — kuten robottikäsivarret, -nostokurjet ja robottikulkuneuvot (esim. Mars-mönkijät ja kuukulkijat) — Robonautin tehtävät edellyttävät enemmän sorminäppäryyttä.
Robonaut-sarjan ydinajatus on astronauttien kanssa yhdessä työskentelevä ihmisenkaltainen kone. Sen ulkomuoto ja esineiden liikuttelukyky on suunniteltu niin, että Robonaut voi käyttää avaruudessa käytettäviä työkaluja ja työskennellä samassa ympäristössä missä astronautitkin.
Viimeisin Robonautin versio R2 matkasi avaruussukkula Discoveryn lennolla STS-133 (laukaistiin 24. helmikuuta 2011) kansainväliselle avaruusasemalle testattavaksi.[1][2]