21世纪中期,由于温室效应,南北极冰川融化,地球上很多城市被淹没。此时,人类科技已经高度发达,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段之一,而且,机器人制造技术已经高度发达,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,为了缓解伤痛的心情,她领养了机器人小孩大卫,大卫的生存使命就是爱她。马丁苏醒,恢复健康,回到了家里,一系列的事情使大卫“失宠”,最后被莫妮卡抛弃。
在躲过机器屠宰场的残酷追杀后,大卫在机器情人乔的帮助下,开始寻找自己的生存价值:渴望变成真正的小孩,重新回到莫妮卡妈妈的身边。谁也不知道他能否完成自己的心愿,脱胎换骨成为真正的人,等待他们的只是凶吉难料的旅程……。故事发生在1987年的美国,阿黛尔和亨利是一对相依为命的母子,一次偶然中,两人在购物途中遇见了满身是血的流浪汉弗兰克,误打误撞之下,阿黛尔和亨利将弗兰克带回了家,弗兰克亦诚恳地坦白了他灰暗的过往。原来,弗兰克是一名逃犯,他因为发现深爱的儿子并非自己亲生而在愤怒之中失手杀死了女友曼迪。
随着时间的推移,弗兰克和阿黛尔之间的关系越来越亲密,两人决定带着亨利远走高飞,然而,正当计划即将顺利实施之时,亨利却将这个秘密告诉了早熟的女孩莲诺,这一举动为阿黛尔和弗兰克带来了灾难性的麻烦。。