- Robin Williams, mucit olmayı hayal eden iyimser genç robot Rodney Copperbottom rolünde.
- Rodney'nin en iyi arkadaşı ve yetenekli bir tamirci olan Fender Fırıldak rolünde Ewan McGregor.
- Rodney'nin idolü Bigweld'in güzel ve popüler robot kız arkadaşı Cappy rolünde Halle Berry.
- Mel Brooks, Robot City'deki en büyük robot şirketi olan Bigweld Industries'in yaşlı ve eksantrik kurucusu Bigweld rolünde.
- Greg Kinnear, Bigweld Industries'in dünyayı ele geçirmeyi planlayan zalim ve acımasız CEO'su Ratchet rolünde.
- Amanda Bynes, Fender'ın küçük kız kardeşi ve yetenekli bir şarkıcı olan Piper Pinwheeler rolünde.
- Robot tamircisi ve Rodney'nin akıl hocası Crank Casey rolünde Drew Carey.
- Jennifer Coolidge, Rodney'nin eksantrik halası ve hediyelik eşya dükkanının sahibi olan Fanny Teyze rolünde.
- Rodney'nin sevgi dolu ama aşırı korumacı babası Herb Copperbottom rolünde Stanley Tucci.
- Dianne Wiest, Rodney'nin şefkatli ve destekleyici annesi Lydia Copperbottom rolünde.
- Bigweld'in robot uşağı Bay Conta rolünde Chris Wedge.