Parece-me que a expressão adequada é caixa-automática, uma vez que se fala numa caixa que é a alternativa automatizada a «um balcão» onde se atendiam clientes; ou seja, a caixa automática é o espaço de uma dada actividade de carácter financeiro. O recente Grande Dicionário da Língua Portuguesa inclui, de resto, a forma caixa automática, atribuindo-lhe duas acepções, das quais só a primeira é aqui relevante: «aparelho electrónico que permite efectuar várias operações bancárias» e «[em mecânica automóvel] dispositivo que permite engrenar velocidades sem utilização de embraiagem».
No entanto, compreendo que se possa encarar a máquina em referência de outra maneira. Se, segundo o mesmo Grande Dicionário, caixa pode também ser um nome dos dois géneros, significando «pessoa que exerce as funções de recebedor e de pagador de uma empresa», não vejo maneira de excluirmos completamente a expressão caixa automático. É que tanto homens como mulheres podem ser caixa, podendo-se, pois, dizer que «ele é o melhor caixa» ou «ela é a melhor caixa».
Arrisco a seguinte conjectura: porque a profissão de caixa foi, durante muito tempo, masculina, gerou-se o preconceito linguístico (e não só) de que quem nos atende ao balcão de um banco é «um caixa». Logo, a máquina donde se levanta dinheiro é também «um caixa, só que «automático».
Ainda assim, convencionando que uma caixa é «um balcão» e reconhecendo que, além dos caixas, há também as suas congéneres femininas, as caixas, não vejo razão para continuarmos a dar o género masculino a um objecto que é uma máquina – palavra que, a propósito, é também do género feminino…