多智能体系统通过角色分配来协调智能体，通过定义针对其能力的具体职责和行为。角色分配确保任务得到有效分配，减少冗余，并使智能体能够专注于他们表现最佳的功能。例如，在仓库机器人系统中，可以根据机器人的传感器、移动性或计算资源将“路径规划器”、“包裹装载器”和“库存跟踪器”等角色分配给不同的机器人。这种劳动分工使系统能够处理复杂的流程（例如订单履行），确保每个智能体都能有效地做出贡献，而不会重叠工作。
角色分配可以是静态的或动态的。静态角色是预先定义的，例如在智能工厂中，机械臂永久分配用于焊接。 动态角色分配适应不断变化的条件，例如一群送货无人机根据实时风向重新分配“包裹运输者”或“天气监测器”角色。 拍卖式投标或合同网协议等算法通常用于动态分配。 在拍卖方法中，智能体根据成本或能力对任务进行投标，出价最高者赢得该角色。 例如，在灾难响应场景中，最靠近救援目标的无人机可能会竞标承担“第一响应者”的角色，从而优化响应时间。
实施角色分配的开发人员必须平衡灵活性和稳定性。 频繁角色变更产生的开销会降低效率，而过于死板的分配可能会在不可预测的环境中失败。 通信协议和决策逻辑（集中式与分散式）也会影响性能。 例如，排中的自动驾驶汽车可能会使用分散式角色分配，根据传感器可靠性来选择领导者，但这需要强大的共识算法以避免冲突。 可扩展性是另一个问题：拥有数千个智能体的系统（如物联网网络）需要轻量级的角色分配机制，以避免瓶颈。 适当设计的角色分配可确保系统在各种条件下保持适应性、效率和弹性。