不管是普通腹腔镜还是机器人辅助腹腔镜手术，在手术过程中的操作都是基本的分离、切除、牵拉、止血、缝合等动作，只不过是机器人更加灵活。手术器械的末端类似于人的手腕可以做不同角度的动作。有人把达芬奇机器人手术比喻做主人和奴隶的关系，主人是医生，奴隶就是机器人。机器人手术室内基本上包括三大部分。一是机器人系统，包括四个机械臂，固定在手术床上，位置基本上是在病人两腿中间和上方；二是医生工作台，往往在手术房间的一个角落里，相对比较安静一些，对手术医生干扰比较小。三是影像系统。
手术助手站在手术床边，负责安装和拆卸机械臂，更换不同的手术器械，比如吸引器、持针器、缝合针线等等。手术医生则坐在工作台边，眼前是一个放大十倍的3D高清显示屏，可以操纵镜头的移动和另外三个机械臂的动作。手术医生一般是把拇指、食指或者中指，插进控制系统里，手腕、手指可以做各种手术动作，此时机械臂上的手术器械会准确的复制手术者的手指、手腕动作，完成分离，切割，止血，缝合等动作。
由于手术更加精细，止血效果更好出血量减少，损伤勃起神经的概率也减少，损伤括约肌的概率减少术后尿控的比例增加。还有就是手术时间缩短，减少了病人因为使用二氧化碳气腹而造成的二氧化碳吸收导致的高碳酸血症、酸中毒等情况使得，使身体条件比较差的患者安全性有所提高。