在未来的地球上，天才科学家天马博士（尼古拉斯·凯奇 配音）因痛失爱子而悲痛欲绝。他决定创造出一个机械人阿童木（弗莱迪·海默 配音），作为儿子的替代品，希望能借此找到情感上的慰藉。阿童木不仅拥有与天马博士之子相同的情感和记忆，还不断升级的情绪程序使他具有了丰富的同情心和人性。然而，面对失去爱子的事实，天马博士无法释怀，将阿童木当作实验对象，并最终将其遗弃。阿童木因此沦为了无家可归的流浪者，甚至遭到军方的通缉。在一次突袭中，他险些被军方捕获，幸运的是，天马博士及时出现并协助阿童木逃脱。面对军方对他的威胁和迫害，阿童木决定反抗，并意识到自己不仅是人类与机械的结合体，更承载着拯救全人类命运的重大使命。在这场关乎生死存亡的大战中，阿童木不仅要对抗无情的敌人，还要学会如何克服内心深处的矛盾，成长为一个真正的人类。他将与忠诚的朋友一起，勇敢地面对未来的挑战，在科技和人性之间找到属于自己的道路。
