Die Realisation des neuen Projekts stellte das Team von Blue Sky nicht nur vor eine wirtschaftliche Herausforderung. Das Genre der Animationsfilme lebt von der Persönlichkeit der spielenden Charaktere. Sie müssen nicht nur lebhaft oder sympathisch sein, sondern auch menschliche Züge besitzen, um eine Identifikation zu ermöglichen. Die Darstellung der Bewohner von "Robot City" sind stählerne Maschinen, deshalb war, so Wedge im Interview mit Ricore Medien, ihre Charakterisierung eine besonders reizvolle Aufgabe.

Das Unterfangen, den Roboten nicht nur Leben, sondern auch Menschlichkeit einzuhauchen ist gelungen. Art Director Steve Martino berichtete, dass seine zwei Töchter besonderen Gefallen an "Piper", einem Mädchen mit Pferdeschwänzen gefunden hatten, weil sie sich in ihr wieder zu erkennen glaubten. Das Gefühl, eigene Eigenschaften oder Marotten unter der Blechkleidung zu entdecken, dürften zahlreiche Zuschauer empfinden.Die 30 Zeichner haben zwölf Hauptcharaktere und eine Unmenge an Komparsen liebevoll ausgestaltet. Dem Entstehungsprozess kam Zugute, dass man den Robotern Arme, Beine und andere Körperteile beliebig austauschen konnte, ohne dass die Proportionen oder die vermeintliche "Echtheit" der Figuren darunter leiden mussten.

Ähnlich wie in "Ice Age" konnte die ursprüngliche Besetzung am Computer auch kurzfristig verändert werden. Vermutlich aus diesem Grund wurden, im Gegensatz zu "Große Haie - kleine Fische", keine real existierende Schauspieler als Vorlage für die Physiognomie der animierten Charaktere genommen. Getreu dieser Vorgehensweise wurden die Synchronstimmen erst ausgewählt, als der Animationsfilm bereits fertig produziert war. In der Deutschen Version von "Robots" sind unter anderem Erfolgsvulkanette Michael Herbig, Sängerin Sarah Connor und auch TV-Satiriker Oliver Kalkofe zu hören.