《头脑特工队》（英语：）是一部2015年的3D计算机动画动作喜剧冒险电影，由美国皮克斯动画工作室制作、华特迪士尼影片发行。该片由皮特·多克特和罗尼·德尔卡门（英语：Ronnie del Carmen）共同执导，主要配音员包括艾米·波勒、菲利斯·史密斯（英语：Phyllis Smith）、理查德·坎德、刘易·布莱克、比尔·哈德尔、敏迪·卡灵（英语：Mindy Kaling）、戴安·琳恩、凯尔·麦克拉克伦和凯特林·迪亚斯（Kaitlyn Dias）等。电影剧情围绕主角莱莉（Riley）脑中的五种拟人化情感展开，分别是乐乐（Joy）、忧忧（Sadness）、怒怒（Anger）、厌厌（Disgust）和怕怕（Fear），讲述莱莉同家人迁居旧金山后适应新环境的过程和心理变化。
曾执导《怪兽电力公司》及《飞屋环游记》等片的多克特，最早于2009年便开始《头脑特工队》的制作；在那之前，他曾察觉自己女儿的个性会随着成长而产生变化。他和德尔卡门一同撰写电影的故事，与梅格·勒福夫（英语：Meg LeFauve）和乔许·库利（英语：Josh Cooley）等人共同制作剧本，而曾为多部皮克斯动画电影谱曲的迈克尔·吉亚奇诺则为本片配乐。电影的制作团队在过程中曾咨询许多心理学家，其中包括加州大学柏克莱分校的达契尔‧克特纳（英语：Dacher Keltner）博士；他曾利用神经心理学的一项发现——人类的情绪对于人际关系有很重要的影响——来协助编修电影的故事。
《头脑特工队》最初于2015年5月在第68届戛纳电影节上举行首映，接着于同年6月19日在北美地区上映。电影上映后获得的好评如潮，许多影评都称赞其出色的剧本、主题、配乐和配音团队——特别是波勒、史密斯和坎德等人——以及电影创新的构想。该片上映后的第一周即获得约9040万美元的票房收入，并创下了原创电影（非续集或改编自其它作品）中首周票房的纪录；最终，它在全球总共获得约8.57亿美元的票房收入。《头脑特工队》亦获得了不少荣誉，包括英国电影学院奖、金球奖、评论家选择奖、安妮奖、卫星奖以及奥斯卡最佳动画片奖等。
主角莱莉·安德森（Riley Andersen）出生于美国明尼苏达州，在她脑中有五种情绪表现形式：快乐、忧愁、厌恶、恐惧和愤怒，这五种拟人化的情绪在莱莉的大脑总部中透过一个控制台影响莱莉的行为和记忆。而记忆被存储在彩色水晶球内，其中最重要的五颗快乐核心记忆存放在总部枢纽，各维持着一座塑造莱莉性格的个性岛屿。
莱莉11岁时父亲觅得新工作，举家迁往加州的旧金山，然而新居环境与莱莉的期望差距甚远，使她心情逐渐变差。在莱莉首天到新学校上学时，忧忧（Sadness）使她在自我介绍时在全班面前哭了出来，因而产生一颗忧伤的核心记忆；乐乐（Joy）试图把它放到输送管丢弃，却在和忧忧的争夺下撞掉了所有的核心记忆。输送管把乐乐、忧忧与被撞掉的五颗核心记忆吸离大脑总部、送往迷宫般的长期记忆存放区，莱莉的五座个性岛屿也因而失去功能。
留在大脑总部的怒怒（Anger）、厌厌（Disgust）和怕怕（Fear）试图在乐乐回来前维持莱莉快乐的情绪，却使莱莉逐渐疏远父母和朋友，以及放弃她最喜爱的运动——冰球。在不断受挫后，怒怒植入了一则想法，使莱莉决定独自离开旧金山，回到明尼苏达州查找快乐。
同时，乐乐及忧忧在长期记忆存放区中遇上莱莉儿时的幻想朋友冰棒（Bing Bong），三人在探索莱莉脑中的不同区域后，带着所有核心记忆赶上了返回大脑总部的思路列车，但列车因轨道附近的个性岛屿崩塌而出轨，他们继而尝试利用回忆管将自己吸回大脑总部，为免莱莉再次感到悲伤，乐乐决定丢下忧忧独自回去。此时莱莉正偷走她母亲的信用卡以购买前往明尼苏达的长途客运车票，最后一座个性岛屿随之崩塌，回忆管也因此破裂，使乐乐和冰棒掉入一切记忆会被遗忘销毁的记忆垃圾场。
在记忆垃圾场内，乐乐绝望之余，无意间发现莱莉数个快乐的核心记忆都是发生在悲伤的经历之后，终于明白了快乐与悲伤其实是一体两面、相辅相成的。冰棒和乐乐尝试利用莱莉儿时幻想的火箭逃离垃圾场，冰棒发现火箭无法乘载二人重量，于是牺牲自己让乐乐一人逃离。乐乐在长期记忆存放区中寻回忧忧并成功回到大脑总部；此时怒怒植入的想法已经使控制台失去功能，乐乐出于先前的认识，决定将控制权交给忧忧，而忧忧重新恢复了控制台并使莱莉回家。
在忧忧重新装回核心记忆后，莱莉回到家哭着向父母承认自己怀念昔日在明尼苏达州的生活，并获得了他们的安慰和体谅，事件形成一颗快乐与忧伤混合的核心记忆，继而创建了新的个性岛屿。一年后，莱莉已适应旧金山的新生活，大脑总部也已安装升级的控制台。多种情绪混合的新核心记忆，创造出更完善的个性岛屿，也使得莱莉的情感生活更加丰富。
导演皮特·多克特就读国小五年级时，其父亲为了学习卡尔·尼尔森的音乐而举家迁往丹麦并在那里居住了一年。过程中，虽然多克特的两位姐妹都轻松地适应了新的环境，他却认为自己好似“离水之鱼，不得其所”，且常常被同侪投以异样的眼光。当其他的孩子们多半对于运动较感兴趣时，多克特却经常独坐一隅尝试绘画，而这项嗜好也使他最终成为一名动画师。多克特的社交恐惧则直到他上高中后才稍有缓解。
2009年下半，多克特注意到他年约11岁的女儿艾莉（Elie）也开始表现出类似的羞怯；他说道：“她开始变得更安静、内向，而老实说，这使得我自己也感到非常不安与恐惧。”于是，多克特想像当情绪主导时，人类的大脑中究竟会发生些什么事；他对于透过动画将这些想像体现出来的想法感到相当兴奋，并认为动画乃是描绘“强势、固执的卡通化人格”的理想介质。接着，多克特便与乔纳斯·里维拉（英语：Jonas Rivera）及罗尼·德尔卡门（英语：Ronnie del Carmen）等人开始研究有关人脑的信息；里维拉此前曾担任过皮克斯动画长片《飞屋环游记》的监制，而德尔卡门则曾执导其番外短片《逗逗的特殊使命》。此外，他们还咨询了知名于研究情绪的心理学家保罗·艾克曼、以及来自加州大学柏克莱分校的心理学教授达契尔‧克特纳（英语：Dacher Keltner）。艾克曼在其早期的研究中曾鉴别出人类的六种基本情绪——快乐、忧愁、厌恶、恐惧、愤怒和惊讶，多克特认为惊讶与恐惧过于相似，所以只剩下五种情绪需要建构出相应的角色；在制作的过程中，制作团队曾考虑加入其它的情绪角色，包括幸灾乐祸、厌烦、骄傲与希望等，但皆未进入最终的电影成品。克特纳则专注于忧愁——这个情绪常有助于强化人际关系。艾克曼和克特纳两人都强调，不论在于管理社交生活、或是建构人际交互，情绪都扮演着非常重要的角色。
由于多克特于2009年所执导的《飞屋环游记》获得空前的成功，皮克斯的高层也同意再次让他制作一部具有更复杂故事的电影。《头脑特工队》是皮克斯首部未在史蒂夫·乔布斯的资助下制作的原创电影；此前，身为苹果公司前首席执行官的乔布斯曾是皮克斯的创办人兼最大股东之一，且对于该工作室的作品有很大的影响力，直到他于2011年逝世为止。此外，迪士尼的首席创意官兼运行制作人约翰·拉塞特当时也因专注于重新组织洛杉矶的华特迪士尼动画工作室，而较少参与这部电影的制作。迪士尼及皮克斯的高层对于《头脑特工队》的制作提案虽持正面意见，却也承认这部电影的营销将会非常困难。
在《头脑特工队》的制作过程中，多克特招募了一个协助开发电影剧情的故事小组；虽然整体的动画产业界一般是由男性主导，为获得更多样化的意见，多克特所招募的故事小组中有半数的成员皆为女性。由于研究曾显示11至17岁的女性较能够协调自己的情绪及表达，制作团队最后便选择以女孩作为电影的主角。而主角莱莉（Riley）对于冰上曲棍球的热爱则来自于德尔卡门，他曾发现该运动在明尼苏达州非常热门。此外，在塑造莱莉的个性时，制作团队选择避免刻板印象中女孩的兴趣，包括粉红色或是洋装等等。电影最初的构想中，莱莉最终陷入深度的抑郁：多克特后来认为这样的安排并不妥当而未予采用，不过最后的成品中，莱莉仍在电影的结尾落入难以自拔的沮丧之中。
首先，电影的分镜耗时约二至三年完成，过程中皮克斯的创意智囊团队（Brain Trust）也曾参与电影的开发；该团队包含约八至十位资深编剧及导演，负责协助为皮克斯制作的所有电影提供意见。电影的开发过程中，每隔约三个月便举行一次内部的试映会，并收集来自智囊团队的建议；试映会结束后，制作团队便依照建议做相应的改进或是直接重新来过，并在下一次的试映会上展示成果。电影的剪辑师凯文·诺丁（Kevin Nolting）估计，《头脑特工队》在正式进入制作阶段前，约生成了七个不同版本的故事。电影的故事小组在创造各情绪所代表的角色时，希望他们之间的差异及对比性能够尽量显著；其中，制作团队发现乐乐（Joy）这个角色的创作最为困难，因为她必须体现出范围广大的“快乐感”。电影故事最初的构想之一是，乐乐因为紧抓着莱莉的青春不放，而使她陷入一场“社交风暴”；直到数次试映会后，制作团队才提出主角搬家的构想——这项莱莉外在环境的冲突也使得电影故事的写作变得更为容易一些。起初，莱莉所遭遇的情绪危机也并非因搬家所致，而是她努力地争取在一场感恩节的戏剧中演出剧中的主角火鸡；然而，这项构想被多克特认为太过“奇异”而未被采用。
多克特估计，在电影的制作过程中，大约花了四年的时间才成功将莱莉脑中的结构以及她所遭遇到的问题结合起来。“个性岛屿”的构想则对于剧中情感纠葛的开发有很大的帮助，因为它们同时直接影响主角大脑以及现实世界中所发生的事件。在一份草案中，故事里的角色们在莱莉的脑中掉入“点子平原”（Idea Fields），并试图在那里“培养新点子”，就有如农夫培养作物一般。角色冰棒（Bing Bong）——莱莉逐渐遗忘的儿时幻想玩伴——则来自于另一份草案；在该草案中，冰棒是莱莉大脑“难民营”中的一位居民。电影制作的一大困难在于维持故事正确的腔调——举例来说，观众不应受乐乐本身的性格所影响，或是对于她为莱莉所招来的困境抱持负面看法；里维拉除了感谢艾米·波勒为乐乐的配音外，也认为她对于为故事找到正确的腔调有很大的帮助。
电影的早期版本讲述乐乐和怕怕（Fear）一起走丢的故事，因为制作团队认为这看似是最幽默的选择；2012年7月，制作团队向其他皮克斯的电影制作人举行了评估试映会，多克特从那之后便渐渐认为电影的故事并不理想，甚至担心自己将被解雇——某个周日，多克特在家中一阵独步后开始认为自己是个失败，先前的成功都只是“侥幸”，并觉得自己应该主动辞掉这部电影的工作。接着，他开始思考辞职后有什么是值得留念的，最后得到的结论是，他将会最想念在皮克斯的同事和朋友——这样的想法给了多克特一大突破：情绪是为了强化人与人之间的链接，而人际关系恰是生命中最重要的事物之一。于是，多克特决定将怕怕替换为忧忧（Sadness），并认为这项重大的更改至为关键；后来，他向里维拉及德尔卡门解释这项项目的更改，而令他感到惊讶的是，他们对此决定也抱持了正面的看法。在接下来的试映会上，他向上司宣布电影故事重写的新项目；虽经历了一些“惊险时刻”，不过电影的制作最后仍然维持进行。
后来，梅格·勒福夫（英语：Meg LeFauve）和乔许·库利（英语：Josh Cooley）也曾参与故事的重写；和多克特相同的是，他们两人也将自己儿女成长的经验融入了电影的剧本中。库利说道：“……我们尝试让莱莉脑中的情绪扮演着父母的角色，因为编剧室中的所有同仁们也都身兼父母，我们只不过是将自身养儿育女时所遇到的经验投射在电影的角色上。”
迈克尔·阿恩特花了约一年的时间参与电影的编剧，并曾称它是个“极富创意的点子，同时也极具挑战性”；不过，他在2011年便提前离开电影的制作团队，并说道：“我知道皮克斯是怎么运作的，最后的剧本中可能连（我写的）一个字都不会保留！因为我离开后他们就已经聘用了新的编剧。不过，我很期待他们最终的成品。”虽然阿恩特提早离开，他仍在制作团队中列名为“额外故事题材”（Additional Story Material）之一。
《头脑特工队》的配音团队最早于2013年8月公开，其中为五位情绪角色配音的演员分别是艾米·波勒、刘易·布莱克、敏迪·卡灵（英语：Mindy Kaling）、比尔·哈德尔和菲利斯·史密斯（英语：Phyllis Smith）。电影于2014年12月发行的首部预告片中则显示，凯尔·麦克拉克伦和戴安·琳恩两人将分别为莱莉的父母配音。
曾客串《怪兽大学》的比尔·哈德尔在本片中负责为怕怕配音；他认为自己是因身为皮克斯电影的“头号粉丝”而“像黄鼠狼般溜进”电影的制作团队，才得以获选此角。哈德在一次机缘下参访皮克斯的工作室，在那待上了超过一周的时间，期间在电影的编剧室里也“帮了点忙”；离开前，制作团队邀请哈德为怕怕配音，同时也请求他协助联系同为《周六夜现场》资深演员的艾米·波勒——他们认为波勒将是角色乐乐的完美配音员。哈德回忆道：“他们曾说：‘你介不介意替我们联系艾米？我们不想因为联系她而让她觉得我们是什么怪胎。’”他后来打电话向波勒告知事情原委，并特别提到她的角色将是推动电影的一大助力。在制作团队告诉敏迪·卡灵这部电影的故事后，她潸然泪下，并说道：“我只是觉得——你们正写着一篇故事，告诉孩子们成长是件困难的事，而且为了它感到难过是没关系的——这太美妙了。”
里维拉在《霸凌女教师（英语：Bad Teacher）》午餐的一幕中看见菲利斯·史密斯的演出后，便决定让她参与电影的配音；他致电给多克特并说道：“我觉得我找到我们的忧忧了。”由于电影包含多位来自《周六夜现场》的资深演员，制作团队特别花了一星期的时间在该节目的电视直播现场进行研究。
曾声演《虫虫危机》、《赛车总动员》系列以及《玩具总动员3》的理查德·坎德在本片中则为冰棒配音。如同他先前为皮克斯配音的角色，坎德在这部电影中也试着传达出那种“带点天真无邪”的声音；最后，他并未在电影上映前的宣传中现身，因为制作团队决定将冰棒作为电影的秘密角色。
《头脑特工队》的艺术风格意在反映1950年代的百老汇音乐剧。多克特想像，当每个情绪皆由一个特定的角色代表时，他们能够“将卡通的设计以及动作的风格推至（他们）从未达到的境界”；为此，制作团队以特克斯·埃弗里（英语：Tex Avery）和查克·琼斯两位动画师为效仿的对象。多克特并指示肖恩·克劳斯（Shawn Krause）和维克多·纳沃内（Victor Navone）两位动画总监：尽可能让每个角色的行为看起来更为生动，而不应拘泥于死板的RenderMan模型；这使得动画师们必须用数字绘图板（皮克斯当时使用的是Wacom Cintiq）直接在尚未经过剪辑的片段上作画。动画团队最先制作的场景包括主角莱莉与其父母共进晚餐一幕；在该桥段中，观众们的视角快速地在现实世界以及三位角色的大脑总部之间切换。
在想像大脑的内部应如何描绘时，制作团队决定以“电化学”（）一字作为核心思考；电影的美术指导拉夫·埃格尔斯顿（英语：Ralph Eggleston）解释道：“那意味着把对象想成是种能量，或是以能量为基底、可被激发的东西。”每个情绪的角色都有一种容光焕发、“沸腾发泡”般的质感（特别是乐乐）；这种质感很容易分散观众的注意，因而使得那些角色的作画更为困难。多克特说道：“之所以将这种能量灌注在那些角色身上，是因为我们尝试描绘出情绪可能看起来的模样。它们实际上是由会移动的粒子所组成的。它们应集巨大能量于一身，而非拥有一般的皮肉身躯。”制作团队花了约八个月的时间处理乐乐周围“闪闪发亮”的光晕，但因影响电影的预算而打算删除；然而，拉塞特却要求每个情绪角色都要套用这个效果。埃格尔斯顿回忆道：“你能听见那些核心技术员加紧赶工、还有预算跟着一飞冲天的声音。”
这部电影在世界各地发行时也包含了一些本土化的内容：举例来说，日本地区的版本中莱莉所厌恶的食物是青椒而不是原版中的青花菜——这是考虑到日本地区的孩子们普遍而言较不排斥青花菜。
《头脑特工队》的配乐是由美国编曲家迈克尔·吉亚奇诺谱写；在这之前，他曾为《美食总动员》、《超人总动员》等皮克斯动画电影的配乐担任作曲家，而这是他第五次为皮克斯的作品谱曲，同时也是继《飞屋环游记》后第二次和多克特合作。制作团队约在2010年左右首次向吉亚奇诺说明电影的故事，并让他观赏试映片后，他便依著自己观后的感受创作了一段和电影本身无关、时长约八分钟的组曲。里维拉提到，虽然吉亚奇诺和多克特都曾是音乐家，但两人却是以故事和角色作为出发点讨论电影的配乐；他们两人当时各都育有一名15岁的女儿，而这也使得吉亚奇诺和多克特在这部电影的合作期间有了更多的私人话题，特别在于彼此分享他们养儿育女的亲身经历。吉亚奇诺曾说：“皮特（多克特）希望这部电影的音乐能够拥有发自内心的感觉。我们试着写出一些着重气氛、不同于传统电影配乐的作品。”此外，他还认为自己为这部电影谱写的乐曲比《飞屋环游记》的配乐还要更“富有情感”。
电影配乐的录制时间是2014年11月至2015年1月，地点是华纳兄弟公司位在洛杉矶郊区的一间录音室；音乐由一个70人的管弦乐队演出，并由提姆·席孟尼克（Tim Simonec）担任指挥，使用的乐器则包含管风琴、吉他和鼓等。
这部电影的原声带于2015年6月16日由华特迪士尼录音公司（英语：Walt Disney Records）发行；其数字发行版本共收录24首吉亚奇诺所作时长约一小时的电影配乐，而实体CD版本中则额外附加了一首来自动画短片《熔岩》的曲目“Lava”。
《头脑特工队》的制作项目最初于2011年8月在迪士尼的官方粉丝俱乐部D23（英语：D23 (Disney)）年度博览会上公开。2012年12月，Bleeding Cool（英语：Bleeding Cool）网站的报导指出电影的英文名称将叫作“”，然而ComingSoon.net（英语：ComingSoon.net）于隔年2月的报导则确认最终决定的名称为“”。2013年4月，迪士尼于CinemaCon（英语：CinemaCon）期间在官方推特账户正式公布本片的英文片名为“”。电影上映前，由于皮克斯的高层担心其故事对于年轻的观众而言太过复杂，而举办一场以儿童为对象的试映会——制作团队在此获得了正面的回应，才得以纾除他们的忧虑。
电影于2015年5月18日在第68届戛纳电影节上以非竞赛片的身份举行首映。美国地区则于同年的6月8日举行首映，地点位在好莱坞的埃尔卡皮坦剧院（英语：El Capitan Theatre），接着又于6月19日以2D、3D、和IMAX 3D等形式正式在全国各影院上映。本片也以杜比视界的形式在杜比影院（英语：Dolby Cinema）中上映，这是动画电影中的首例，也是所有迪士尼电影中继《明日世界》后的第二例。值得注意的是，《头脑特工队》是皮克斯于2015年发行的两部电影之一，其二则是随后于11月25日上映的《恐龙当家》——这是皮克斯首度在同一年内发行两部长篇电影。
除了中国大陆地区受限于视频配额外，《头脑特工队》在其它地区上映时皆于正片开始前同场播映詹姆斯·福特·墨菲（英语：James Ford Murphy）所执导的动画短片《熔岩》；该短片为一出爱情音乐剧，其内容讲述两座热带火山岛屿在数百万年间从遥遥分隔直到相遇相恋的故事。
2015年6月18日，Skype在其即时通信的功能中加入了五个新的表情符号，图案分别是电影中出现的五位情绪角色，其使用期限为三个月。
《头脑特工队》于2015年11月3日以蓝光、3D蓝光、DVD等形式由华特迪士尼影片家庭娱乐公司正式发行，而数字HD的版本则于同年的10月13日提前发行。前述的所有版本中皆包含皮克斯的短片《熔岩》，以及删减片段、幕后制作等额外内容。此外，蓝光和数字版本中另外包含一部名叫《莱莉的初次约会？（英语：Riley's First Date?）》的短片；该短片由《头脑特工队》编剧之一的乔许·库利（英语：Josh Cooley）执导，其内容延续原电影的故事，并讲述莱莉的父亲和一位莱莉在学校认识的男同学相遇的经过。
2015年6月18日，迪士尼在Apple App Store、Google Play、Amazon Appstore、Windows Store以及Windows Phone Store等平台上发行了一款名叫《头脑特工队：泡泡乐》的游戏；玩家分别以莱莉五种情绪的身份在电影的各个场景下进行游戏，必须发射并消除相同颜色的泡泡（即电影中出现的记忆水晶球）才可过关；截至2016年5月，该游戏共有485个关卡。
迪士尼的开放世界游戏《迪士尼无限世界3.0（英语：Disney Infinity 3.0）》在2015年8月30日发行了《头脑特工队》的五个新角色：乐乐、忧忧、怒怒、厌厌和怕怕。此外，2016年3月28日发行的手机游戏《迪士尼天天过马路》中也包含一系列《头脑特工队》的角色可供玩家游玩。
截至2015年10月1日，《头脑特工队》在北美地区的票房总额为3.565亿美元，在世界其它国家和地区票房总额为5.01亿美元，全球票房达8.574亿美元，超过约1.75亿美元的总预算。本片成为2015年全球总票房收入第七高的电影、并在同一年的动画电影中排名第二（仅次于《小黄人大眼萌》），同时也是皮克斯创立以来总票房收入第四高的电影（当时仅次于《玩具总动员3》以及《海底总动员》，后再被《海底总动员2：多莉去哪儿》超越）；此外，它也是有史以来全球总票房收入第49名的电影，这在所有动画电影中则排名第十二（以上排名未根据通货膨胀调整）。Deadline.com则估计，若考虑到所有的支出和票房收入，这部电影的净获利约为2.7951亿美元。
《头脑特工队》在美国及加拿大共3946间影院上映，其中有3100间同时播映3D版本。它在上映前的周四夜预映中获得370万美元的收入——这是皮克斯所有曾举办周四夜预映的电影中获得的最佳成绩，然而尚不及《玩具总动员3》午夜预映所获得的400万美元。电影在上映首日即获得3420万美元的票房收入，这个成绩当时在皮克斯电影中则仅次于《玩具总动员3》的4110万美元（后再被《海底总动员2：多莉去哪儿》超越）。接着，电影上映首个周末的票房收入约为9040万美元，在当周排行榜上列名第二，仅次于《侏罗纪世界》的1.066亿美元；虽然《头脑特工队》是皮克斯首部未在上映时夺得北美票房冠军的电影，它仍然打破《超人总动员》的纪录，成为皮克斯首周末票房收入最高的原创电影（非续集或改编自其它作品）；它也超越《后天》，成为所有未在上映时拿下北美票房冠军的电影中，首周末票房收入最高的电影；此外，它也是所有包含非动画片的原创电影中，首周末票房收入最高的电影，打破《阿凡达》7700万美元的纪录（后来被《爱宠大机密》超越）。
电影上映后出色的票房表现归因于它在戛纳电影节的首映和CinemaCon（英语：CinemaCon）的媒体试映会后所获得来自各界的良好口碑，以及影评网站烂番茄上高达98%的正面评价；此外，上映的首个周末适逢父亲节、以及Fathom Events（英语：Fathom Events）成功推广的一场周二夜特别播映会等因素也为电影带来更佳的成绩。电影上映后的第二个周末票房收入为5230万美元，跌幅约为42%，在北美票房排行榜中仍居《侏罗纪世界》之后维持第二；直到上映后的第三周，其票房收入才渐渐超越《侏罗纪世界》，并于第三个周末以2980万美元的成绩夺下当周的北美票房冠军。截至2015年9月4日，电影在IMAX影院的收入为3600万美元，约占其北美总票房收入的10%。最后，《头脑特工队》在北美地区共获得3.565亿美元的票房收入，此成绩在皮克斯的电影中名列第三，仅次于《玩具总动员3》以及《海底总动员2：多莉去哪儿》；若只考虑北美地区的票房收入，本片在2015年度的动画电影中排名第一、在2015年度的所有电影中排名第四、在所有动画电影中排名第七、在所有电影中则为第32名（未考虑通货膨胀）。
2015年6月19日，《头脑特工队》在37个国家或地区与北美同步上映，约占其全球市场总数的42%，而上映首周末在北美地区以外的票房收入则约为4030万美元。电影票房在全球各地的首映周末皆屡获佳绩，其排名依序为中国大陆（1170万美元）、英国爱尔兰马耳他三国（1140万美元）、墨西哥（860万美元）、俄罗斯及独联体（760万美元）、意大利（740万美元）、德国（710万美元）以及韩国（510万美元）；最后，电影在北美以外地区票房总额的前三名则依序为英国（5810万美元）、韩国（3170万美元）以及墨西哥（3100万美元）。它在墨西哥、菲律宾、印度及乌克兰等地区则成为当地票房总额最高的迪士尼或皮克斯动画电影。此外，电影在俄罗斯的票房总额超越100万元卢布；它在当地是首部创下此票房里程碑的皮克斯电影，也成为当地票房总额次高的迪士尼或皮克斯电影（仅次于《冰雪奇缘》）。
《头脑特工队》在评论界中受到媒体广泛的好评。根据烂蕃茄上收集的317篇评论文章，其中有311篇给出了“新鲜”的正面评价，“新鲜度”为98%、平均得分8.9（最高10分）；该网站上对本片的共识评价中写道：“《头脑特工队》创意十足、动画艳美华丽、且带给人们强烈的感动，它着实为皮克斯的现代经典动画系列又添了一笔杰作。”此外，它在该网站的动画电影前百排行榜中获取了第一名的成绩，并在所有电影的前百排行榜中列名第八（亦为该榜上排名最高的21世纪电影）。而在Metacritic上收集的48篇评论文章中，无一给出差评，平均得分94（最高100），属于“一致赞赏”（universal acclaim）的评价。CinemaScore进行的市场调查则显示影迷对本片的平均评价为“A”（最好A+，最差F）。
这部电影发行前，舆论界曾指出皮克斯电影的质量每况愈下，并对续集产生过度的依赖；同样地，梦工厂动画公司也从2010年代开始渐走下坡，许多电影发行后的票房表现皆不如预期。种种因素使得舆论认为计算机动画作为一个整体的“电影类型”正不断地“畏缩退怯”，而适逢其时上映的《头脑特工队》则被许多影评誉为皮克斯一次荣耀的回归。
2015年4月22日，电影在CinemaCon（英语：CinemaCon）会上举行了一场预映，并屡获观众的佳评；他们赞赏电影高明的故事情节，然而也有人担心电影的概念对年幼的观众来说过于复杂，而难以吸引广大的家庭市场。电影在2015年的戛纳电影节举行首映后，许多影评亦对本片赞誉有加。《综艺》的彼得·迪布吉（Peter Debruge）对电影的感情溢于言表，并称它是皮克斯有史以来“最棒的点子”、以及“一个令人赞叹的原创构想，…绝对能让人们永远地对于‘人们如何思考’的想像完全改观。”《芝加哥论坛报》的迈克尔·菲利浦斯（英语：Michael Phillips）认为本片是皮克斯继《飞屋环游记》（亦由皮特·多克特执导）以来最杰出的作品，并称它“将近期股东操控下劣片百出的歪风给矫邪归正，实为一部激励人心、且从头到尾都十分创新的佳作”。《好莱坞报导》的托德·麦卡锡（Todd McCarthy）认为本片的想法十分“大胆”，堪称是所有家庭电影中“最让人迷幻的构想”之一。《浮华世界》的理查·劳森（Richard Lawson）则写道：“我认为较年幼的孩子们或许难以完全和《头脑特工队》产生链接，然而它却很可能让大人们流下不少眼泪。”《卫报》的彼得·布拉德肖（英语：Peter Bradshaw）认为电影有着“轻盈而甜蜜”的质感，不过相较于皮克斯最好的作品则仍略逊一筹。《影音俱乐部》的伊格纳特·维许奈维兹基（Ignatiy Vishnevetsky）虽对电影整体而言持正片评价，却认为它“牺牲了皮克斯历来的佳作中难以付诸言词的优美和开疆拓土的觉察力，却换来一部不停为了解释而得配上旁白的电影”；此外，他也指出皮克斯的动画师们应该在视觉设计上更具冒险精神，才得以匹配这部电影野心勃勃的构想。
电影正式上映后，也持续获得好评。《HitFix》的克里斯多福·塔普利（Kristopher Tapley）不仅称它是2015年的最佳电影，甚至是“21世纪最佳的电影之一”。《纽约时报》的A·O·斯科特（英语：A. O. Scott）认为电影是个“十足的乐趣”，并特别赞赏它“替悲伤的辩护，在娱乐的华丽包装下辩称忧郁乃是不可或缺的。”《华盛顿邮报》的安·霍纳迪（Ann Hornaday）则认为它是“一部超越纯粹的娱乐、而成为某种让人们的情感真正得到宣泄甚至疗愈的罕见电影。它给予孩子们一套象征性语言，以管理他们最难掌控的情绪。”《芝加哥太阳报》的理察·鲁珀（英语：Richard Roeper）认为电影“大胆、华丽、甜美、有趣，有时又伤感得令人心碎”，并称它是2015年最佳的电影之一。《娱乐周刊》的克里斯·纳沙瓦西（Chris Nashawathy）认为电影“卓越且动人…在心理层面上极为高明”。《时代杂志》的玛丽·波尔斯（Mary Pols）则认为电影“摒弃了家庭电影惯用的框架”而成为一部“近乎致幻、全然美丽”的佳作。《大西洋月刊》的克里斯多福·欧尔（英语：Christopher Orr (film critic)）鼓励读者观赏本片，并称它“带有那种面面俱到、感人肺腑的故事，而让你很难想像它不是皮克斯的作品”，也“使皮克斯再度站上顶尖”。《洛杉矶书评（英语：Los Angeles Review of Books）》的宋慧慈（英语：Wai Chee Dimock）则认为，电影的构想可与安东尼奥‧达马西奥（英语：Antonio Damasio）、达契尔‧克特纳（英语：Dacher Keltner）及奥利佛·萨克斯等神经学家的研究相提并论。
《头脑特工队》从至少50个不同的组织或协会获得共15项最佳电影、21项最佳剧本以及40项最佳动画电影奖项的提名。在2016年所颁发的第88届奥斯卡金像奖中，电影获得奥斯卡最佳原创剧本奖的提名，并成功夺下奥斯卡最佳动画片奖。在同年的第43届（英语：43rd Annie Awards）安妮奖中，电影的14项提名有10项成功获奖，其中包括安妮奖最佳动画片奖、以及皮特·多克特的杰出动画片导演奖（英语：Annie Award for Directing in a Feature Production）和菲利斯·史密斯（英语：Phyllis Smith）的杰出动画片配音奖（英语：Annie Award for Voice Acting in a Feature Production）等共9项个人成就奖。美国电影学会则将《头脑特工队》列为该年度的十大最佳电影之一。
电影在第73届金球奖上获得了该届的最佳动画片奖。它也在应届的评论家选择奖上获得三项提名，并成功拿下其中的最佳动画片奖（英语：Critics' Choice Movie Award for Best Animated Feature）。纽约影评人协会也颁给电影2015年度的最佳动画片奖；国家评论协会则将它列为该年度十大电影（英语：National Board of Review: Top Ten Films）之一，并颁予其最佳动画片奖（英语：National Board of Review Award for Best Animated Film）。电影在圣地牙哥影评人协会以及洛杉矶影评人协会所颁发的最佳动画片奖项中则皆败给《安诺玛丽莎》而获取亚军。它还获得了卫星奖中包括最佳原创剧本（英语：Satellite Award for Best Original Screenplay）及最佳原创音乐（英语：Satellite Award for Best Original Score）等四项提名，并成功获颁其中的最佳动画或混和媒体电影奖。电影在英国伦敦则获颁第69届英国电影学院奖的最佳动画片奖，同时获得最佳原创剧本奖（英语：BAFTA Award for Best Original Screenplay）的提名（败于《聚焦》）。电影亦获得罗伯特奖年度美国电影及意大利电影金像奖最佳外语片的提名；此二奖项和奥斯卡金像奖相似，皆分别由丹麦以及意大利的国家电影学院颁发。
至少有100篇影评或出版物将《头脑特工队》誉为2015年度的最佳电影，它在烂番茄及Metacritic所获得的分数分别在2015年的电影中排名第二及第四。“CriticsTop10”的统计结果表明，本片在340篇影评的年度十佳电影清单中榜上有名，其中有27篇将其排在第一；《头脑特工队》最终同《疯狂的麦克斯：狂暴之路》、《卡罗尔》、《聚焦》、《房间》和《布鲁克林》等片一起成为2015年最受称誉的电影。
在2015年6月24日的一次受访中被问及续集的可能性时，皮特·多克特表示他“目前没有续集的点子”，却也说道：“绝不说绝不。”2016年1月14日，多克特在《娱乐周刊》的访问下却改口表示可能将制作续集，而他和皮克斯也会查找续集的点子，并说道：“到时候就知道是否会想出些什么了。对我来说，这并不是‘我们喜欢它，所以就来制作下一部吧’那么简单。……所以我们会开发新的点子，看看会发生些什么事。”然而，在2016年7月的一次访谈中，皮克斯的总裁吉姆·莫里斯（英语：Jim Morris (film producer)）表示虽然有不少对续集的要求，目前该公司已将其主要资源分配给数个预计在2019年后发行的原创电影构想，而近期内将不会开发《头脑特工队》或其它电影的续集。
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