隨著中國人口老齡化嚴重，年輕人越來越少，很多工廠陷入了用工荒。對此，提高生產自動化的程度成為有效解決用工荒、高額成本的方法。AGV廣泛應用于無人生產車間如柔性加工系統(FMS)、柔性裝配系統(FAS) 、倉儲物流(AS/RS) 等先進的生產制造技術場所，以實現物流系統中物料自動運輸。
倉儲業是AGV最早應用的場所。1954年世界上首臺AGV在美國的SouthCarolina州的Mercury Motor Freight公司的倉庫內投入運營，用于實現出入庫貨物的自動搬運。海爾集團于2000年投產運行的開發區立體倉庫中，9臺 AGV組成了一個柔性的庫內自動搬運系統，成功地完成了每天23400的出入庫貨物和零部件的搬運任務。
其主要應用場景是內部材料之間的轉移，比如從原材料庫轉移物料到生產線邊，將生產線邊的空料架轉移到上料區，或者把生產線邊的產成品轉移到成品倉庫等。零部件的自動化配送大大減少了人為干預造成的錯料、貨損，同時也大大減少了拉動不均衡(多配送、少配送、早配送、晚配送)造成的線邊工位物料擁擠或者缺料的風險。
在郵局、圖書館、碼頭和機場等場合，物品的運送存在著作業量變化大，動態性強，作業流程經常調整，以及搬運作業過程單一等特點，AGV的并行作業、自動化、智能化和柔性化的特性能夠很好的滿足上式場合的搬運要求。瑞典于1983年在大斯得哥爾摩郵局、日本于1988年在東京多摩郵局、中國在1990年于上海郵政樞紐開始使用AGV，完成郵品的搬運工作。
4.危險場所和其它特種行業
在鋼鐵廠，AGV用于爐料運送，減輕了工人的勞動強度。在核電站和利用核輻射進行保鮮儲存的場所，AGV用于物品的運送，避免了危險的輻射。在膠卷和膠片倉庫，AGV可以在黑暗的環境中，準確可靠的運送物料和半成品。