21世纪中期，由于温室效应，南北极冰川消融，地球上很多城市被淹没。此时，人类科技曾经高度兴旺，人工智能机器人就是人类发明出来用以应对恶劣自然环境的科技手腕之一，而且，机器人制造技术曾经度兴旺，先进的机器人不但拥有可以乱真的人类外表，还能感知自身的存在。
莫妮卡的儿子马丁重病住院，生命危在旦夕，为了缓解伤痛的心境，她领养了机器人小孩大卫（海利•乔•奥斯蒙特 饰），大卫的生活使命就是爱她。马丁清醒，恢复安康，回到了家里，一系列的事情使大卫“失宠”，最后被莫妮卡丢弃。
在躲过机器屠宰场的严酷追杀后，大卫在机器情人乔（裘德•洛 饰）的协助下，末尾寻觅自己的生活价值：盼望变成真正的小孩，重新回到莫妮卡妈妈的身边。谁也不知道他能否完本钱人的希望，洗心革面成为真正的人，等候他们的只是凶吉难料的旅程……
