La acción se desarrolla en la Tierra, durante el siglo XLVII, donde las ciudades están encapsuladas en gigantescas bóvedas de acero (de las que la novela toma su nombre) y sin contacto directo con el mundo exterior.

Los habitantes de los restantes planetas, los espacianos o espaciales (spacers en inglés), han desarrollado en cambio su cultura con base en las más avanzadas tecnologías, entre las que se destacan los robots de cerebro positrónico, a los que han logrado dar forma asombrosamente humana.

Aunque superficialmente parece una novela policial ambientada en un entorno futurista, la trama gira en realidad alrededor del estancamiento de estas dos culturas radicalmente opuestas, que desconfían profundamente la una de la otra, cuyas declinaciones (tema central de toda la saga) ya se vislumbran, aunque por razones muy diferentes.

Los protagonistas principales son el Detective Elijah Baley, el Superintendente Julius Enderby (terráqueos), R. Daneel Olivaw (robot humaniforme espacial) y el Dr.

Asimov usa a los dos principales protagonistas para entrelazar esta novela con otras de la Saga.