剧场版动画《透过机器人与你相恋》改编自山田悠介创作的同名轻小说，于2018年05月07日日宣布动画化。电影由A-1 Pictures负责制作。

《透过机器人与你相恋》的背景设定在2060年，东京即将开展第三次奥运会，使用人形机器人的国家级机密计划已经开展。作为计划成员之一的健一边受到了青梅竹马的同僚阳一郎和他的妹妹所照料，一边努力工作。在这个时候，咲的工作地点受到了恐怖袭击的预告。为了达成目的，暴走的研究者已经疯狂。到底健能否阻止恐怖事件、守护心中的咲呢········

• 动画制作：A-1 Pictures

• 角色设计：loundraw

• 主题曲：THE SxPLAY（菅原纱由理）

• 美术设计：BALCOLONY.

• 天野咲：花泽香菜

• 大泽健：入野自由

• 天野阳一郎：木内秀信