Krytyka w mediach Film spotkał się z mieszanymi opiniami ze strony krytyków. Na agregatorze Rotten Tomatoes 57% recenzji zostało uznanych za pozytywne, a średnia ocen wyniosła 5.8/10. Według konsensusu krytyków tego serwisu: „nieznacznie przypominający opowiadania Isaaca Asimova, Ja, Robot jest letnim hitem, który wciąż zmusza widzów do myślenia, nawet jeśli w zaledwie niewielkim stopniu”. Na analogicznym portalu Metacritic film uzyskał wynik 59/100 na podstawie 38 recenzji.
napisał pozytywną recenzję, nazywając film „dobrze zrobionym, nieustannie przynoszącym rozrywkę i emocjonującym rollercoasterem”. Kim Newman z magazynu „” uznał, że film „ma w sobie zarówno rozum, jak i siłę”. Desson Thompson na łamach „The Washington Postu” stwierdził, że film ten „łączy grę aktorską live action i animację CGI z zapierającą dech w piersiach doskonałością”, podsumowując całość jako „ekscytującą rozrywkę”.