21世纪中期，因为温室效应，南北极冰川融化，地球上很多城市被吞没。此刻，人类科技现已高度发达，人工智能机器人便是人类创造出来用以应对恶劣自然环境的科技手法之一，并且，机器人制作技能现已高度发达，先进的机器人不光具有可以乱真的人类表面，还能感知本身的存在。　　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（海利•乔•奥斯蒙特 饰），大卫的生存使命便是爱她。马丁苏醒，恢复健康，回到了家里，一系列的工作使大卫“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（裘德•洛 饰）的协助下，开始寻找自己的生存价值：巴望变成真实的小孩，从头回到莫妮卡妈妈的身边。谁也不知道他能否完成自己的愿望，脱胎换骨成为真实的人，等待他们的只是凶吉难料的旅程……