I en dystopisk fremtid bruker politiet roboter til å holde ro og orden. De er programmert til å følge ordre, men skaperen, Deon, ønsker å utforske potensiale deres mer. Han har utviklet en ny form for kunstig intelligens, som har evnen til å tilegne seg kunnskap på egenhånd. Han skaper roboten Chappie, som fortløpende utvikler nye talenter. Men en kriminell bande ønsker å bruke Chappie til sin egen vinnings skyld. Og Deons konkurrent, Vincent, skyr ingen midler for å rydde forskerkollegaen av banen.