基本的には思いやりがあり穏やかな性格だが、思っていることを包み隠さずに表現する傾向があり、時として辛辣な一面を見せることもある。子守用ロボットなので世話好きだが、余計な世話を焼くことも少なくない。第2期アニメ版の「大パニック!スーパー赤ちゃん」では子守用ロボットなのにも関わらず、後から子守をしたジャイアンよりも下手で、子供を泣かしてしまったこともあった。けんかをすることもあるが、のび太とは深い友情関係で結ばれている。2人は、最良の友人としてお互いを認め合っている。ドラえもんは、たとえ体の調子が悪くてものび太のことを心配して未来へ帰りたがらないほどにのび太を思っているが、突き放すような態度を取ることも少なくない。正義感が強く、基本的に不当な仕打ちに対しては立ち上がらずにはいられない。しかし、のび太がいじめられた時は「それはひどい!!」と激昂したりもすれば、マンガを読んだりドラ焼きを食べたりしながら冷たい対応をするなど、その場のテンションでのび太に対する対応がかなり異なる。初期の頃は前述の通りのび太の話を聞くなり部屋を飛び出して復讐するなどかなりエキセントリックであったが、後期になるにつれて「いつものことじゃない」などと言い放つなど冷静になっていく。ただし、のび太の無気力さや無頓着さ、不甲斐なさに耐えかねて、のび太が道具をせがまなくてもドラえもんが自ら道具を出すこともある。また、ジャイアンにやられた時とスネ夫にやられた時の対応が多少異なっている（ジャイアンの時は「やられたらやりかえせ！」などと叱咤し、すぐには道具を出したりしないが、スネ夫の時は「負けてたまるか！」などと言ってすぐに道具を出す場合が多い）。またいじめに関しても暴力によるいじめには前述の通り叱咤することも多いがジャイアンとスネ夫が他の友人たちにのび太を徹底的に無視することを強要した時には「なんというひきょうで、ざんこくで、いんけんないじめ方だ。」と激昂して二人を「そんなことするやつは人間のくずだ!!」と激しく非難したこともある（テレビアニメ第2作第1期ではさらに「ごみだ」、「ばい菌だ」といった暴言まで言っている）。のび太が玉子に不当に叱られた際は、玉子を諫める事はせずにすぐに道具を出す傾向がある。口喧嘩はあまり強くなくのび太との言い合いで怒って未来に帰ったこともあり、のび太が忘れかけていたにも関わらず都合の悪いことは根に持つタイプでもある。一度だけ、のび太が購入したはがきを無断で全て使ったにもかかわらず、それに怒ったのび太から仕返しをされた際には、自分のことを棚に上げて謝罪すらせずに町中の人を利用してまでのび太を追い詰めるという自分勝手な行動を取ったこともある。他には、のび太がひみつ道具を持った際にしずかにいたずらをすると決めつけ、しつこく疑ってのび太を怒らせたことや、ひみつ道具を使ってのび太と互いに喧嘩している時、しずかからの電話に出たのび太が声を出すことが出来ないように妨害し、のび太としずかの仲に亀裂が入りかねないやり過ぎな仕返しをしたこともある。通常は、ジャイアンやスネ夫にいじめられているのび太の味方をして、のび太が2人へ仕返しをする手助けをすることが多いが、のび太が調子に乗って増長した時には彼を懲らしめる役に回ることも多々あり、またそのことによりジャイアンとスネ夫が被害者になった時には（彼ら二人が普段からのび太を虐めていることは考慮せず）、今度は逆に彼らの味方をして協力してのび太にお仕置きをする場合もしばしばある。だが時に、スネ夫をジャイアンから庇い、それが報われなかったにもかかわらず、その後でのび太が大人達に叱られるように仕向けるといった、理不尽な懲らしめ方もしていた。また、ジャイアンがのび太に襲いかかる中、のび太を見捨てて自分だけ逃げた事もあった。基本的にのび太以外だとジャイアンやスネ夫にひみつ道具を貸そうとすることは少ないが、妙に大らかでお人好しなところもあり、のび太が止めてもスネ夫やジャイアンにひみつ道具を貸して、彼らがトラブルを起こしてしまうこともある。のび太が全治1ヶ月の大怪我をするという予言は外れたものの、結局怪我をしてしまったのび太の気持ちを考えずに喜ぶという無神経な対応をしたこともある。あらゆるひみつ道具をポケットの中に入れているが、ひみつ道具の管理が杜撰であり、道具をその場（のび太の部屋、空き地など）に置きっぱなしにして出かける、落とす、なくす、危険な道具の廃棄を忘れる、意味不明な道具をのび太に貸す、ひみつ道具の選択・使用方法を間違える、欠陥品や修理中の道具をポケットの中に入れたままにしておく、ひみつ道具の重要な事（欠点など）を後になってからのび太達に説明する等、かなりいい加減な面が目立っており、その行動がのび太達が被害に遭ったり、恥をかく原因の一つとなっている。ひみつ道具によって大惨事・大問題が起こった際、「そんなものを勝手に使う奴があるか！」などと言い、のび太のせいにする面が見られる（のび太自身にも問題はあるが）。テレビアニメ第2作第1期ではのび太から「ドラえもんの出す道具はロクなものじゃない」と文句を言われており、ドラえもん本人はこの事を気にしているらしく、「それを言っちゃおしまいだ」と返している。大変せっかちであり、慌てると完全に冷静さを失い、思い通りに道具を出せなくなるほど混乱し、役に立たない日用品や修理中のひみつ道具を出してしまう。その様は、のび太からでさえ「あわてるとだめなやつ」と言われている。ひみつ道具を使って図に乗るのび太を制止する冷静さもあるが、自分まで調子に乗って問題をエスカレートさせることも多い。早とちりが原因で大惨事を招いたことも多々ある。思ったことを包み隠さず、そのまま口に出すことが多く、相手の気持ちを考えず物事を正直に指摘してのび太を怒らせたり、機嫌を損ねさせたことも少なくない（「どうも僕は口が下手でいけない」と言っていることから自覚はあるようである）。野比家からは家族の一員として扱われており、家の手伝いをする事がある。のび太らの保護者に絶大な信頼がある。ピクニックや旅行の際に母親に了解を得る場面があるが、「ドラえもんがいるなら安心」と子供の面倒のすべてを任されている。また、野比家以外の人々からも違和感を持たれることなく存在を認知されているようで、ドラえもんが街の中を歩いていても周囲の人々から奇異や差別の目で見られることはほとんどなく、どこへ行っても大抵の場合は普通の人間と変わらない扱いを受けている。大規模な戦いがある大長編シリーズでは、のび太がカリスマ性でリーダーシップをとる（のび太がリーダーとしての立場に就く場合はドラえもんはサブリーダーのような役割をとることが多い）のに対し、彼は頭脳でみんなをまとめる指揮官としてのリーダーシップを担うことが多い。時には厳格なまでに現実主義者の一面を見せる。知能はそれなりに高く知識も豊富でのび太に恐竜の種類を説明していることもあった。22世紀までの地球の歴史もある程度は把握している。現在の子供たちが学校で習うことはもちろん、雑学的知識も多く把握している。しかし、ロボット養成学校在学時には頭はあまりいい方ではなく筆記試験で0点を取ったこともある。幅広い知識を持っている割りに、意外なことを知らないことがある。日本テレビ版アニメでは、序盤は当時、中年男性だった富田耕生が声優を担当したこともあって、非常におっとりとした親父臭い性格に設定されていた。担当声優が野沢雅子に代わって以降、原作の連載初期のような短気で自己主張が強く活発で好戦的な性格に変更され、近所の相撲大会や小学校のラジオ体操などの行事に参加したり、のび太と一緒にのび太の父親に海水浴に連れていくことを強請る描写があり、原作以上に子供らしい性格に描かれている。大山のぶ代が声を担当したテレビアニメ第2作第1期では、保護者的側面が強調されてキャラクターづけがなされている。初期の頃は周囲の迷惑を考えずにひみつ道具を見せびらかしたがるなど子供らしい面もあったが、後期になるにつれ落ち着いて来た。第2作第2期では第2作第1期と反対に子供らしさが前面に出ており、のび太と同年代の子供のようなキャラクターに位置づけられている（ただし全ての話でそうなっているわけではなく、話によっては第2作第1期や原作後期のように落ち着いていてのび太の保護者寄りの立場である場合もある）。黄色いドラえもんだった頃の性格は基本的には現在と同じだが、1980年1月2日放送の『ドラえもんのびっくり全百科』では、エリートロボットになる夢を持ちながらもプライドの高い生意気な性格として描かれており、未来の姿である青いドラえもんと対面した際、ドラえもんだけでなく、のび太のことも貶したことから、ドラえもんの怒りを買い、現代において対決。ジャイアンとのかけっこ、バーベルの持ち上げ、ラーメン大食い、ネズミの索引を経て、最終的には決闘を展開。ドラえもんの手で尻尾のスイッチを引っ張られたことで機能停止。未来に戻された後、ガラクタ倉庫で出会ったロボットたちとの交流で改心した。