- David Alan Grier - Mr. Squirt / Math Cowboy / Boxer Robot
- Newell Alexander - General Heckler (voice)
- Elle Fanning - Grace (voice)
- Dee Bradley Baker - Trashcan (voice)
- Moisés Arias - Zane (voice)
- Ryan Stiles - Mr. Moustachio/Burning Robot (voice)
- Nicholas Guest - French Waiter Robot (voice)
- Max Burkholder - Billy (voice)
- Victor Bonavida - Sam (voice)
- Steve Alterman - Press Secretary (voice)
- Rif Hutton - Metro City Sergeant (voice)
- Tony Matthews - Cora's Dad (voice)
- Earl A. Hibbert
- Osamu Tezuka
- Ken Tsumura
- John Ottman
Nicolas Cage hace el papel de Dr. Tenma (voice).
Madeline Carroll interpreta a Widget (voice) en la película.
Freddie Highmore interpreta a Astro Boy (voice) en la película.
Kristen Bell interpreta a Cora (voice) en la película.
Donald Sutherland interpreta a General Stone (voice) en la película.
Bill Nighy interpreta a Dr. Elefun (voice) en la película.
Eugene Levy interpreta a Orrin (voice) en la película.
Sterling Beaumon hace el papel de Sludge (voice).
Nathan Lane hace el papel de Ham Egg (voice).
Samuel L. Jackson interpreta a Zog (voice) en la película.
Charlize Theron interpreta a Narrator en la película.
David Alan Grier hace el papel de Mr. Squirt / Math Cowboy / Boxer Robot.
Alan Tudyk hace el papel de Mr. Squeegee / Scrapheap Head / Stinger Two.
Newell Alexander interpreta a General Heckler (voice) en la película.
Elle Fanning interpreta a Grace (voice) en la película.
Dee Bradley Baker hace el papel de Trashcan (voice).
Moisés Arias interpreta a Zane (voice) en la película.
Ryan Stiles interpreta a Mr. Moustachio/Burning Robot (voice) en la película.
Matt Lucas hace el papel de Sparx (voice).
Sofia Bowers hace el papel de The Little Stinker (voice).
Tiffany Hillkurtz interpreta a Bride to Be (voice) en la película.
David Feiss interpreta a Cowboy Robot (voice) en la película.
Nicholas Guest hace el papel de French Waiter Robot (voice).
Max Burkholder hace el papel de Billy (voice).
Victor Bonavida hace el papel de Sam (voice).
Steve Alterman hace el papel de Press Secretary (voice).
Rif Hutton interpreta a Metro City Sergeant (voice) en la película.
Tony Matthews interpreta a Cora's Dad (voice) en la película.
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