모노노케 히메와 더불어 미야자키 감독의 대표작이자 일본 애니메이션 역사를 빛낸 명작으로 평가 받으며 단순히 애니메이션 영화를 넘어 현대 문화사를 대표하는 명작 중 하나로 기억되고 있다. 이웃집 토토로와 함께 스튜디오 지브리와 미야자키 하야오의 대표작임은 물론이고 이미 이 작품은 하나의 애니메이션 영화가 누릴 수 있는 평가를 넘어서고 있다. 미야자키 하야오와 스튜디오 지브리의 작품들 중 가장 동화적이고 판타지적인 색채를 띠고 있으며, 캐릭터와 배경을 통해 주제의식을 은유적으로 표현해 해석의 여지를 많이 남겨두면서도 궁극적인 교훈은 뚜렷하게 전달한다는 점이 높게 평가받는 주된 이유이다. 연출, 작화, 디자인, 미술, 음악, 음향 등 기술적인 완성도도 모두 높게 평가받으며 현재까지도 세대를 초월해서 큰 사랑을 받으며 엄청난 인기를 얻고 있는 불후의 명작이다.
특히 가오나시와 오물신이 센과 엮이면서 사건이 진행되는 중반부는 각본의 치밀함을 느낄 수 있고, 부상당한 하쿠를 구하려는 후반부에 들어서는 다소 진지한 분위기 속에서도 쥐와 까마귀로 변한 보우와 유버드를 통해 훈훈하고 유머러스한 분위기를 자아낸다. 이렇듯 영화가 보여줄 수 있는 예술성과 오락성을 노련하게 담아낸 명작이라고 할 수 있다. 특히 주인공인 치히로뿐만 아니라 가오나시, 하쿠, 보우 등 다양한 등장인물들이 동반 성장함으로써 요즘의 오락 영화에서는 볼 수 없는 보다 긍정적인 결말을 이끌어 내고 큰 여운을 남긴다. IMDb Top 250에 등재되고 스파이더맨 어크로스 더 유니버스에 1위를 내어주기 전까지 20년 가까이 애니메이션 영화 분야 1위를 차지했었으며, 2024년 3월 14일 기준 다시 스파이더맨 어크로스 더 유니버스를 제치고 1위를 탈환한다.
아카데미 장편 애니메이션상을 수상한 유일한 일본 애니메이션이었다. 이 작품 이후로 미야자키 하야오나 스튜디오 지브리 작품들은 장편 애니메이션상 후보로 종종 노미네이트되는데 아직까지 수상한 기록은 센과 치히로의 행방불명이 유일했으나[25]그대들은 어떻게 살 것인가가 제 96회 아카데미 장편 애니메이션상을 수상하면서 21년 만에 이 기록은 깨졌다.[26]
2002년 베를린 영화제 황금곰상도 수상했다. 역시 일본 애니메이션으로서는 현재까지 유일한 기록이다.
2001년에 개봉된 작품임에도 수십 년이 지난 현재까지 본작의 작품성과 명성에 비견될 만한 애니메이션 영화는 몇 개 나오지 않았다. 그나마 같은 감독의 모노노케 히메가 그 작품성과 예술적인 완성도로 비견된다고 평가되며[27] 서구권 평론가들의 경우도 두 작품에 비견되는 작품은 잘 없다는 견해로 모아진다. 다르게 말하면, 본작을 본질적으로 뛰어넘는 애니메이션 작품은 아직까지 나오지 않았다고 볼 수 있다.[28][29]
BBC 선정 '21세기 위대한 영화 100편'에서 4위에 올랐다. 보통 애니메이션 영화는 애니메이션이라는 한계 때문에 실사 영화에 비해 저평가받는 경향이 있는데, 그럼에도 불구하고 손에 꼽힐 정도의 순위를 기록했다. 그것도 일본 문화에 대한 이해가 어려웠을 서양에서 거둔 성과라는 점에서 더욱 의미가 있다.
《모노노케 히메》에서 보여준 날카로운 느낌은 이 작품에서는 많이 부드러워진 모습이지만 미야자키의 애니에서 나오는 여러 가지 생각할 거리들이 이 작품에서도 드러난다. 자연 파괴 문제[30]나 탐욕스러운 자본주의에 대한 비판적 시각[31] 등이 그것이다. 주제의식의 날카로움이나 대작으로서 방대한 세계관과 거대한 스케일의 연출은 모노노케 히메가 더 높게 평가된다면 본작은 아기자기한 연출 속에 내포된 소소한 메시지와 독창적인 작품의 톤, 가족단위의 관객에게 특화되어 대중들도 즐기기 쉬운 구성이 높이 평가된다.
상술했듯 개봉한 지 20년이 넘어간 지금까지도 대중들에게 '일본 애니메이션'하면 떠오르는 대표작 가운데 하나로 자리잡고 있으며 걸작 애니메이션에도 빠지지 않고 거론된다.
따라서 동양의 판타지까지는 아니지만 최소한 일본식 판타지 장르는 센과 치히로의 행방불명이 완성했다고 평가하는 사람들도 있다. 2001년에 개봉한 이후 일본의 다른 감독들이 제작한 판타지 애니메이션은 물론, 미야자키 하야오 본인마저 이 영화의 그늘에서 벗어나고 있지 못하는 것을 보면 틀린 이야기는 아니다. 이외에도 죽기 전에 봐야 하는 애니메이션, 현대영화사를 빛낸 등등 명작 영화들을 논할 때 애니메이션 영화임에도 불구하고 보통 빠지지 않고 거론되며, 2022년에는 사이트 앤 사운드 선정 역대 최고의 영화 리스트에서 공동 75위에 선정됐다.