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機器人動畫是一种動畫類型，此種動畫的故事重心就是在機器人，美国最早广为人知的机器人动画是变形金刚，日本最早的機器人動畫则是铁臂阿童木。此類題材的愛好者跟科幻以及特攝的愛好者有很大的交集。

機器人分類

在機器人的經典意義上來說，主要指全自動或遙控的機器，尤其仍在開發中的人工智慧機器人。

但在日本七十年代後，對機器人賦與了新的意義，如工業機器人這種較簡單的機器，並產生了巨大機器人的動畫，尤其是軍事科幻動畫的興起，便是巨大機器人動畫的出現，再細分為超級系和擬真系。

故下文是指廣義的機器人動畫的分類。

人工智慧機器人

這是意義上較正統的機器人，相對於歐美作品而言，日系作品的人工智慧比較易接受人類給予的指示和服從，會叛變者少之又少。有時人工智慧機器人並不是主角，或者是和人造人或機械化人配合演出。

• 參見電腦叛客
  

人工智慧機器人又分為三類:

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  人形機器人(Android)，即仿生人或仿真機器人，外觀大小十分似真人的機器人，往往擁有真人的感情或表情甚或兩者俱有。在現實看來往往便是人類的化身，常有代表和既成制度所預設不同的人類的，如身在外國的人就是當地人的異類，或者是低下的草根階層被苛刻對待的投影。在文本中則經常就是超能力、改造人、複制人等的代替品，並且常有和真人間的戀愛和性愛的情節，在故事中常有思考人是什麼與恐怖谷理論等哲學性的問題。著名的作品有魔力女管家、Chobits、鋼鐵天使、可塑性記憶、沒有心跳的少女 BEATLESS等多半是以女性型的仿生人，但也有少數的男性型的仿生人如絕對達令等作品。

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  非人型機器人，可以是做成任何形狀，往往外表是普通機器，較少有其主演的作品，一般是做人類或機械化人主演作品的配角，和普通人主角配合的如閃電霹靂車、機械小子萬事通和机兽创世纪等，機器人配角與機械化人主角合演的，有作為主角助手攻殼機動隊，還有作為主角敵人再造人卡辛和吹波糖危機等。而變形金剛是極少數由機器人主演作品，也是罕見成功的巨大機器人與人工智慧機器人交集作品。

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  類人型機器人，外表略似人型，但即使遠距離也可以很易識別，有些大小和真人差很遠的，最著名的擬人機器人首推多啦A夢和其前身的叮噹貓等。還有一種雖然和仿生人一般外表似人，但體型比真人兒童還小很多的機器人，包括了薔薇少女和ANGELIC LAYER 天使領域中的人偶，通常還是仿小女孩外表制造，可視為可自動和智慧型的的洋娃娃。而石森章太郎的漫畫小露寶曾經改編流行的兒童電視劇。

巨大機器人

這是日本首創並是世界各國中唯一成為虛構故事機器人主流的類型，字面上意思是巨大機器人，實際是多是一些由人駕駛的「人型機器」，而不是本來意義上機器人。通常是沒有智慧或意識等人類的精神活動，只有一小部分是人工智慧（變形金剛等）或遙遠控制（鐵人28號等）的，而且在既存有人駕駛巨大機器人的作品中，常一提到無人的巨大機器人常被賦與負面的形像（在GUNDAM前哨戰和新機動戰記的情形）。

因為是作為主角的人類的動作延長，原則上其實類似現實的工業機器人的，是作為一件武器並能夠施展格鬥技和同樣巨大的敵方機器戰鬥，又可以細分為兩類:

• 主條目:超級系機器人（スーパーロボット, Super Robot）

• 主條目:擬真系機器人（リアルロボット, Real Robot）

雖然對於電腦叛客或人工智慧的愛好者來說，巨大機器人作品不是真正機器人，但反過來說巨大機器人在原理上比較易實現，而吸引了一些硬科幻的愛好者興趣，並常有人探討像GUNDAM和扎古的可行性和實用價值等問題。

另類機器人

除了主流的風格外，尚有兩種另類風格。

一奇幻或古代的背景設定，把機器人描述成為魔法道具的魔像的作品，或者像放大了的古代盔甲武士。首見於鋼鐵吉克的敵人機器人哈尼幻人，而作為主角出於聖戰士，後續有魔動王和魔法騎士等，近作有破刃之劍。

二是玩具機器人間的比賽，本體便是超小型機器人的作品有以紙箱戰機、天使領域、模型神童3四郎為代表的。其他有奇特設定使本體不能主動做動作，需要附加其他設定才能動的機器人模型間的賽事高達創戰者。和以網絡遊戲中機器人的虛擬角色間比拼的加速世界等。而薔薇少女則可以算是集玩具機器人和奇幻機器人一身的奇葩。