- Robin Williams kao Rodney Copperbottom, optimistični mladi robot koji sanja o tome da postane izumitelj.
- Ewan McGregor kao Fender Pinwheeler, Rodneyev najbolji prijatelj i vješti mehaničar.
- Halle Berry kao Cappy, lijepa i popularna djevojka robota Rodneyjevog idola, Bigwelda.
- Mel Brooks kao Bigweld, stariji i ekscentrični osnivač Bigweld Industries, najveće robotičke korporacije u Gradu robota.
- Greg Kinnear kao Ratchet, okrutni i nemilosrdni izvršni direktor Bigweld Industriesa koji planira preuzeti svijet.
- Amanda Bynes kao Piper Pinwheeler, Fenderova mlađa sestra i talentirana pjevačica.
- Drew Carey kao Crank Casey, popravljač robota i Rodneyev mentor.
- Jennifer Coolidge kao teta Fanny, Rodneyjeva ekscentrična teta i vlasnica suvenirnice.
- Stanley Tucci kao Herb Copperbottom, Rodneyjev otac pun ljubavi, ali previše zaštitnički nastrojen.
- Dianne Wiest kao Lydia Copperbottom, Rodneyjeva brižna majka puna podrške.
- Chris Wedge kao Bigweldov robot batler, g. Gasket.