I en nær framtid holdes kriminaliteten i sjakk av en mekanisert politistyrke. Når en av politirobotene, som har fått navnet Chappie, blir stjålet og omprogrammert, blir han den første roboten med kunstig intelligens, altså evnen til å tenke og føle som et menneske - og dermed en trussel mot den rådende makten. Chappies oppdrag blir dermed å redde menneskeheten.