LES « CAVERNES D'ACIER » sont les énormes villes sous coupole où les six milliards d'habitants de la Terre mènent une existence de termites. Sans presque jamais voir les étendues désertes de l'extérieur, ni le ciel et ses étoiles. Pourtant les hommes ont autrefois conquis cinquante planètes. Et les descendants de ces hardis pionniers s'y sont créé une civilisation prodigieuse, grâce à leurs robots. Mais ils restent trop peu nombreux.

  Un groupe d' « Hommes de l'Espace » est donc venu sur la Terre. Installés dans leur cité-forteresse de Spacetown, ils n'ont que peu de contacts directs avec l'humanité terrestre. Cependant, ils exercent sur elle une sorte de domination bénévole. Leur idée est d'introduire les robots dans la vie des Cavernes d'acier pour en perturber le système trop exempt d'insécurité et provoquer ainsi une insatisfaction qui pousse de nouveau les hommes à quitter la Terre pour les planètes.

  Ce plan ne paraît pas réussir. Par réaction, nombreux sont ceux qui en sont venus à souhaiter le retour à une vie plus primitive, celle d'avant les Cavernes d'acier. Aussi, lorsqu'un homme influent de l'Espace est assassiné, dans des ciconstances bizarres — probablement par l'un de ces « Médiévalistes » — , l'affaire est-elle très grave.

  Le policier Elijah Baley est chargé de l'enquête. Et il doit accepter l'assistance — exigée par les hommes de l'Espace — , d'un de leurs robots les plus efficients, l'humanoïde R. (pour Robot) Daneel Olivaw. S'il ne parvient pas à découvrir le meurtrier, il risque de perdre son rang de C-5 dans l'organisation enrégimentée des Cavernes d'acier. Et il est probable qu'alors les robots ne tarderaient pas à éliminer les policiers humains.

  Au cours de rebondissements palpitants, les motifs subtils des hommes de l'Espace, les craintes et les espoirs des Médiévalistes se dévoilent peu à peu. Et le policier lui-même devient le suspect n° 1...

  Il ne s'agit cependant pas seulement de la solution ingénieuse d'une énigme policière — uniquement possible dans le lointain avenir, mais aussi d'une image puissante, inquiétante de cet avenir. Le choc de deux conceptions sociales framatiquement opposées.