Arquitetura moderna e os meios de transporte projetados com tecnologia de última geração é o que se espera no futuro. Essa época já chegou em Rivet City, onde Robôs são como humanos: indivíduos únicos e com personalidades distintas. Um deles é Rodney Lataria (voz de Reynaldo Gianecchini), um esperto inventor que trabalha lavando pratos no restaurante do pai. Seu maior desejo é ir para Robópolis e conhecer seu ídolo, o Grande Soldador, que provavelmente ficaria encantado com todas as suas criações.

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Encorajado pelo pai, Rodney decide partir para a grande cidade e realizar seu sonho. Ele pega um trem e, ao chegar lá, descobre que as coisas não são tão fáceis como pensava. Uma das primeiras pessoas que ele conhece em Robópolis é Manivela (voz de André Mattos), um recepcionista de turistas que tira fotos, vende cartões postais e apresenta ao recém-chegado a estrutura do lugar. Com as dificuldades aumentando, Rodney passa a conviver com os Enferrujados, um grupo de robôs de rua que realmente sabe como sobreviver na cidade. Juntos, eles arrumam confusões, mas o robô inventor não desiste tentar conhecer o Grande Soldador.

A dublagem original de Robôs traz as vozes de astros de Hollywood como Robin Williams, Ewan McGregor, Halle Berry e Mel Brooks. Em português, além de Gianecchini e André Mattos, Marina Person e Guilherme Briggs também emprestam suas vozes aos desenhos. O longa é co-dirigido pelo brasileiro Carlos Saldanha, que também trabalhou na animação A Era do Gelo (2002).