ROOMBA začíná s úklidem ve středu místnosti a odtud pak jede po spirále ke stěnám. Pokud robot začíná ze základny, rovnou se vydá najít překážku a tím začne mapovat prostor. Na počátku se přejížděním z jednoho konce místnosti na druhý snaží zjistit přibližné rozvržení místnosti a její velikost. Tomu pak přizpůsobí dobu úklidu. Následně se věnuje jednotlivým místům, které uklízí postupně a až 4x se na ně vrací. Pokrytí plochy dosahuje průměrně 99%. ROOMBA disponuje i krátkým programem SPOT pro lokální úklid ve spirále.

Program ANTITANGLE zamezí ROOMBĚ zamotat se do šňůr. Několik dalších programů umožňuje robotu dostat se z problematických prostorů a situací. Pokud by se ROOMBA přeci jen dostala do úzkých a nedokázala si poradit, zastaví se, ohlásí konkrétní problém a počká na pomoc majitele. Díky těmto inteligentním systémům je ROOMBA v podstatě bezobslužná
ROOMBA má třístupňový systém úklidu.
Postranní kartáč odstředivou silou vymetá nečistoty pod sebe. Kartáč vymetá rohy a prostor podél stěn.
Proti sobě rotující kartáče sbírají větší nečistoty a chlupy. Každý kartáč se točí jinou rychlostí. Hlavní kartáč (bristle brush) se točí rychlostí 1000 otáček za minutu. Pomocný kartáč (flexible brush) se točí rychlostí 1600 otáček za minutu. Tím je dosaženo maximálního sběrného efektu.
Stěrka a efektivní sací motor vysává drobný odpad jako je prach a alergeny, které jsou poté zachyceny ve filtru z mikrovláken.
Kartáče jsou navíc velice efektivní na sbírání vlasů a chlupů domácích mazlíčků! ROOMBA kartáči víří prach v koberci a díky tomu je účinnější než běžný vysavač. Koberce jsou tak po úklidu vyčesané a zbavené odlomených částí. Při delším čištění dokáže ROOMBA opět oživit barvy Vašeho koberce.
V prostoru se orientuje pomocí 38 různých senzorů. Nárazníkem z nešpinivého plastu se dotýká stěn, které je schopen dopředu zaregistrovat pomocí infračervených paprsků a před stěnou tak zpomalí. 4 infračervené senzory spolehlivě ochrání robota před pádem, čidlo SONORO na aktivní detekci odpadu zajistí skutečně efektivní úklid. Další senzory měří vzdálenost, kterou robot urazil. Robot má v sobě 38 a je sám schopen diagnostikovat a zvukovým signálem ohlásit případný problém, například plný koš.

Díky svým rozměrům 33 x 8 cm se ROOMBA vejde pod většinu nábytku a uklízí i tam, kam se běžně nedostanete! Například pod postel či kuchyňskou linku. Rozměry byly navrženy tak, aby robot vyhovoval typizovanému Evropskému nábytku.
Navíc lze ROOMBĚ vymezit plochu pomocí virtuální zdi, jež je součástí balení. Virtuální zeď slouží k tomu, aby zabránila robotu opustit plochu, kterou chcete uklidit. Lze jí zablokovat průchody až do šířky 4 m a robot za virtuální zeď nikdy nevjede. Model 581 má navíc i virtuální maják, kterým lze oddělit jednotlivé místnosti a zefektivnit tak práci. Robot vjede za virtuální maják až po vyhodnocení současné místnosti jako uklizené. Majáky navíc slouží k lepší orientaci ve složitějších prostorách.


Jakmile ROOMBA vyhodnotí úklid za dokončený, automaticky se vrátí na dobíjecí základnu, kde nabije svou baterii a poté se opět může pustit do práce. Na základnu se vrátí i v případě, že robotu začne docházet energie, nebo pokud mu dá uživatel povel stiskem tlačítka DOCK.