影評人對《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》的評價褒貶不壹。爛蕃茄上收集的141篇專業評論文章中有69篇給出了“新鮮”的正面評價，“新鮮度”為49%，平均評分5.5。該網站的***識評價中稱本片雖“提供了快節奏的舞臺場面，但在人物發展和情節連貫性等方面的表現還不夠理想”。而Metacritic上收集的29篇評論中則有12篇給出好評，4篇差評，13篇褒貶不壹，平均得分52。CinemaScore在影片開映首周的民調結果表明影迷的平均評分為A（最高A+，最低F）。
壹些影評人稱贊了其中的視覺、動作冒險元素，以及吸引年長觀眾觀看的嘗試。羅傑·埃伯特給 予本片三星半的好評（最高四星），他稱贊了動畫“幹凈明亮的視覺外觀”和“漫畫風格的經典能量”，認為這是邁克·米格諾拉的功勞。埃伯特特別表揚了電影的 劇情和最終的大戰場景：“《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》以壹種老科幻紙質小說的方式講述了壹個扶正祛邪的故事，但高潮戲卻成功超越了自身，成為最偉大的動畫 動作場景之壹”。《紐約時報》的埃爾維斯·米切爾（Elvis Mitchell）給予影片高度評價，稱這是“壹部紀念碑式的作品”，他還認為本片是繼沃爾特·迪斯尼的“4個手指的手套”（指米老鼠）以來最搶眼的迪斯尼動畫片。在線影評人詹姆斯·伯拉迪尼（James Berardinelli）也對本片予以三星的正面評價（最高四星）。他在評論中寫道：“總體上講，《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》給予觀眾90分鐘的紮實娛樂，再次證明迪斯尼或許對制作優秀真人電影壹無所知，但壹旦涉及動畫制作，他們就馬上變得無所不知。”。《舊金山紀事報》的韋斯利·莫裏斯（Wesley Morris）稱贊了電影對吸引年長觀眾所做的努力：“雖然有些流於表面，但《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》仍然充滿著成熟的可能性”。
其他影評人認為電影的劇情和人物有些平庸，並且沒能向迪斯尼電影的傳統觀眾交出壹部他們期待的歌劇片。《娛樂周刊》的歐文·格雷伯曼（Owen Gleiberman）對電影的評分為C+（最高A+），覺得其中的人物塑造陷入公式化，從本質上來說缺乏想像力。肯尼斯·圖蘭（Kenneth Turan）在《洛杉磯時報》撰文指出，影片的故事線索和刻畫都很“老套”，並且看起來有周六早間動畫的風格，不過這些不足之處還是由其“輕快的動作”和狂亂的節奏抵消掉了。《綜藝》雜誌的托德·麥卡錫（Todd McCarthy）則毫不留情地批評道：“迪斯尼進入了壹片說個不停但又不唱不跳、到頭來也壹點意思都沒有的領域。”。Salon網站的斯蒂芬妮·紮克拉克（Stephanie Zacharek）對影片感到厭惡，特別是其中試圖讓成年觀眾接受這部電影的做法讓她反感，稱：“《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》這部迪斯尼最新動畫長片的大問題在於：看起來根本就不是為孩子們準備的，它是如此成人化，而且非常無聊”。麗塔·坎伯利（Rita Kempley）在《華盛頓郵報》上撰文批評了這部電影，稱影片看似新潮，但骨子裏卻很老套，她還寫道：“諷刺的是，迪斯尼本期望通過這部歷險片的轉向之作讓自己的形象煥然壹新，但本片並沒有真正擺脫原有模式，表現上也遠遠不及《怪物史萊克》”。
多位影評人和學者指出，《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》有著強烈的反資本主義和反帝國主義主題。專門研究媒體中傳達的隱含信息的學者兼作家M·基思·布克（M. Keith Booker）認為，洛克壹角是由“資本家的貪婪”驅使，明知自己的偷竅之舉將導致亞特蘭蒂斯毀滅後仍然選擇追求“自己的經濟利益”。宗教新聞工作者馬克·平斯基（Mark Pinsky）在對流行迪斯尼電影的道德和精神主題進行探索的過程中斷言，本片是“對美帝國主義壹次毀滅性的無情抨擊”，並且“不可能還會有別的方式來解讀這部電影”。FilmCritic.com網站的麥克斯·梅西爾（Max Messier）認為：“迪斯尼甚至還設法打擊了意圖找到這座失落城市的冒險家們的資本主義生活方式。該死的帝國主義！”。在布克看來，本片還“傳達了壹種偏向種族隔離的道德觀”，發現亞特蘭蒂斯的人們會向其他居住在地面的人保密，以求保持兩個極為不同文化的隔離狀態。還有學者把本片視為了解烏托邦哲學的有趣方向，這種哲學還可以在赫伯特·喬治·威爾斯和儒勒·凡爾納的科幻小說中找到。
電影上映時，壹些觀眾指出本片與1990至1991年的日本動畫電視節目《冒險少女娜汀亞》和吉蔔力工作室1986年的動畫長片《天空之城》存在多處類似，特別是其中的人物設計、劇情和設定。迪斯尼從未對抄襲的指控作出正式回應，不過導演柯克·維斯曾於2001年5月在迪斯尼動畫新聞組發表新聞郵件，表示自己除了在這個新聞組外之前“從未聽說過《冒險少女娜汀亞》。我還想補充壹下，即便是在電影制作完成很長時間以後，我也從沒聽說過”。從壹定程度上來說，《亞特蘭蒂斯：失落的帝國》和《冒險少女娜汀亞》都受到儒勒·凡爾納小說《海底兩萬裏》的啟發，對此動畫新聞網的李錫安（Lee Zion）在報道中稱：“要說這都只是巧合的話，兩部電影仍然有太多與《海底兩萬裏》沒有關聯的相似之處”。評論家還看到本片與1994年電影《星際之門》的相似之處，稱邁羅壹角同該片及衍生電視劇《星際之門：SG-1》的主人翁丹尼爾·傑克遜（Daniel Jackson）非常類似，更巧的是，該劇又推出另壹部衍生作品，名為《星際之門：亞特蘭蒂斯》（Stargate Atlantis）。