Doraemon là một cậu mèo máy vui tính, khá nhanh trí nhưng đôi lúc lại lẩm cẩm. Cậu ta mắc chứng ám ảnh sợ chuột (musophobia), đặc biệt là chuột nhắt. Đó là do khi ở thế kỉ XXII, khi ngủ quên, cậu đã bị một con chuột gặm cụt mất đôi tai. Mỗi khi gặp chuột nhắt, cậu đều chạy trốn với tốc độ rất nhanh (129,3 km/giờ), nhiều khi sợ quá và bất tỉnh. Đặc điểm này của Doraemon đã gây ra nhiều điều rắc rối cho mọi người và Nobita cũng lợi dụng điều này để vòi vĩnh những bảo bối trong chiếc túi thần kỳ. Hàng ngày, Doraemon phải chăm sóc suốt ngày suốt đêm cho Nobita, không rời khỏi nhà dù là ai đó rủ cậu đi chơi, đến khi nào Nobita đi đâu đó không có ở nhà thì cậu mới được tự do, trong thời gian đó thì Mèo Ú sẽ tận dụng thời gian đi mua bánh rán hay đi trò chuyện với các cậu mèo hàng xóm và cậu cũng chăm sóc mấy bạn mèo hàng xóm, người làm cậu tốn công nhất là Nobita. Vì là một người bạn thân thiết của Nobita, Doraemon giúp đỡ cho cậu bé rất chu đáo. Tuy nhiên, nhiều khi, chú mèo máy cũng nổi nóng hay giận dỗi giống hệt cậu bạn mình. Và những khi đó, hai người thường cãi nhau, thậm chí giận dỗi cho đến lúc vấn đề được giải quyết, có một số lúc Doraemon còn bỏ về tương lai. Doraemon cũng khá thật thà, dễ bị Nobita lừa hoặc đùn đẩy việc đi chợ, đưa hàng cho mẹ. Đồng thời, chú mèo máy cũng giống Nobita, có một số suy nghĩ không chín chắn, nhưng thường thì Doraemon không bồng bột mà luôn suy nghĩ kĩ trước khi dùng bảo bối vào việc bất lợi với mọi người. Tuy tên của Doraemon không xuất phát từ bánh dorayaki nhưng loạt truyện đã dựa trên sự giống nhau phát âm (dora-), thứ bánh này (các bản dịch tiếng Việt gọi là bánh rán) đã trở thành thức ăn mà Doraemon thích nhất. Bánh rán mà Doraemon thích là từ khi cô bạn gái Noramyako của cậu cho cậu ăn để an ủi, động viên, xua tan chuyện buồn điểm kém thời thế kỷ 22 Doraemon ra đời. Đây là thứ bánh truyền thống của Nhật Bản. Doraemon từng nói rằng nếu không được ăn bánh rán quá 3 ngày thì cậu sẽ không sống nổi, thường hay bức rứt không yên. Chính vì thích bánh rán nên cậu thường được mời ăn để thuyết phục cậu mượn bảo bối nhất là Nobita. Trong các tập truyện tranh Doraemon, ban đầu cậu thường từ chối Nobita khi cậu mượn bảo bối. Nhưng sau đó cậu đều đồng tình và cho mượn. Có điều là các bảo bối đều được Nobita sử dụng không đúng mục đích và thường có những cảnh như khoe Shizuka hay bị Jaian, Suneo tịch thu, sau đó gây ra các tình huống trớ trêu khiến cho truyện Doraemon trở nên hấp dẫn.Trong những cuộc phiêu lưu, Doraemon luôn là vị cứu tinh của chúng bạn nhờ chiếc túi thần kì chứa đủ các bảo bối của thế kỉ 22 nhưng hơn cả đó là cậu có một tấm lòng nhân hậu, dũng cảm, luôn giúp đỡ bạn bè khi khó khăn. Vì là một Robot cao cấp của tương lai, nên Doraemon vẫn bị muỗi đốt, bỏng, cảm lạnh, buồn ngủ, đổ mồ hôi như con người thật để tiện chăm sóc và sống cùng trẻ nhỏ, Doraemon rất ghét mùa đông vì sợ lạnh và không thể chịu nổi thời tiết lạnh giá, hay cuộn tròn bên bàn sưởi, ôm lò sưởi và đắp chăn kín người.

Doraemon còn có một cô bạn gái (mèo thật) là Mii-chan, cậu đã từng vất vả để chinh phục cô nàng đỏng đảnh này. Bên cạnh đó cậu cũng làm quen với nhiều mèo khác và có cả nhóm mèo bạn thân của Doraemon. Thỉnh thoảng ta thấy cô và Doraemon cùng đi picnic (các tập truyện ngắn), Nobita rất bực mình vì đôi khi Doraemon đi chơi với Mii-chan mà không cho cậu mượn bảo bối. Ở thế kỷ 22, Doraemon cũng có một cô em gái là Dorami. Cậu ta từng có một cô bạn gái là mèo máy tên là Noramyako (ノラミャー子) những đã chia tay vì cô cảm thấy Doraemon quá lùn so với cô và một lý do khác nữa là do khi Doraemon mất tai phải băng bó nên bị Noramyako chế nhạo nhưng sau này vì Doraemon đã bắt được những tên trộm thời gian bị truy nã nên Noramyako đã làm bạn lại với Doraemon (Ngày Doraemon ra đời), do sau này Doraemon phải ở quá khứ để chăm sóc Nobita nên hai người cũng ít gặp nhau. Doraemon cũng xuất hiện trong truyện Đội quân Doraemon với vai trò là một trong bảy thành viên của đội quân cùng tên. Trong truyện Doraemon bóng chày với số áo 10 ở vị trí giao bóng nhưng ném bóng khá tệ. Cuộc sống thực sự của Doraemon thường không được phản ánh đầy đủ mà chủ yếu là qua những tình huống liên quan đến Nobita. Những món bảo bối mà Doraemon mua được xuất phát từ việc bán tiền cổ mà hàng tháng mẹ Nobita cho (500 yên/tháng) với giá cao để lấy tiền hơn 100 năm sau mà thời Sewashi sử dụng nên mọi bảo bối trong tay Doraemon đều được mua từ cửa hàng bách hóa tương lai.