У RoboChem використовується «проточна хімія» — новий підхід, який замінює традиційні мензурки, колби та інші хімічні інструменти системою маленьких гнучких трубок. Робот ретельно змішує вихідні речовини та направляє їх системою трубок у реактор. Потім потужні світлодіоди запускають процес молекулярного перетворення, активуючи фотокаталізатор, що входить до складу реакційної суміші. Отримані молекули ідентифікуються за допомогою автоматичного ЯМР-спектрометра і передаються в систему штучного інтелекту для подальшого аналізу.
Дослідники виявили, що RoboChem приблизно у 80% випадків дає змогу отримати вищі виходи, ніж традиційні методи. Він також може визначати реакції, які потребують мінімального освітлення, що не змогли б передбачити хіміки-люди. Крім того, RoboChem генерує повний і всеосяжний набір даних, що включає як позитивні, так і негативні результати, що дає змогу отримати цінні відомості для майбутньої хімії, заснованої на штучному інтелекті.