雖然哆啦A夢也喜歡看人類的身體（參見好色的哆啦A夢），也會喜歡一些女明星，但他真正喜歡的對象都是貓或機器貓。哆啦A夢對於追求母貓十分害羞內向，但喜歡的對像也很多。
最早哆啦A夢喜歡著學生時代的朋友野貓妙子，但本篇中哆啦A夢在現代追求其他異性對象時未曾再提到哆啦咪子的事。以下列出哆啦A夢的戀情：
喜歡的貓類相關
- 野貓妙子，未來世界的女性機器貓。
- 小咪，是哆啦A夢最常一起遊玩的女性貓咪朋友之一。
- 小玉，貓女朋友之一。（〈不用哆啦A夢的一天〉）
- 查米，《大雄的宇宙開拓史》中的角色，雌性的不明生物，彼此之間感情很好，離別時還親了哆啦A夢一下。
- 哆啦A夢喜歡的白貓：一開始很沒信心，大雄一直鼓勵牠，但最後成功和那隻貓成為好朋友。（見短篇〈愛上了她〉）
- 白色波斯貓，後來兩人成為好「朋友」，但她和另一隻野貓卻是長年思慕的朋友。最後哆啦A夢成全他們，將他們送到貓狗王國去生活。（〈失戀日記〉）
- 愛上一隻玩具貓小咪，最後還用道具將它變成機器貓，結果才知道它是男的。（〈漂亮的貓小姐〉）
- 哆啦A夢用朋友圈圈變朋友的貓，哆啦A夢想跟它作朋友可她不答應，最後靠朋友圈圈才成功變成朋友。（〈朋友圈圈〉）
- 哆啦A夢想交朋友的黑貓：哆啦A夢要和她作朋友並要送她禮物，結果因為大雄亂用備用口袋，使哆啦A夢被討厭。（〈四次元口袋裡有備用品〉）
- 在非原著的《大雄的貓狗時空傳》中，很迷戀夏咪。
- 在非原著的水田版動畫〈哆啦A夢的青之淚〉中，非常喜歡另隻機器貓貝兒。
- 在水田版动画《哆啦A夢的一日之戀》中，哆啦A梦曾迷恋过女猫星米丫