Dans un futur proche, à Johannesburg, alors que la criminalité ne cesse de grimper, la police municipale a recours à une entreprise spécialisée dans la robotique, Tetravaal. Celle-ci lui fournit des robots en guise de policiers. Chappie, l'un des droïdes policiers, est kidnappé et reprogrammé. Il va devenir le premier robot capable de penser par lui-même.