一天午后,袁氏家族的女主人接到了警方的电话,12年前被绑架撕票的小女儿阿樱,竟然还活着……
12年前,年少的阿樱和姐姐争吵后,在洛杉矶的家中意外失踪。报警后不久,便传来阿樱被撕票的噩耗,袁家也决意离开伤心之地,举家搬回香港。阿樱失踪带来的伤痛和自责渐渐被时间抚平,一家人的生活逐渐归于平淡。阿樱的意外获救,让家人惊喜的同时,也让这家人的生活再起波澜。家里接二连三的发生命案,让姐姐渐渐对阿樱产生了怀疑……。在未来世界,由于痛失爱子,天才科学家天马博士(尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音)创造出了机械人阿童木(弗莱迪·海默 Freddie Highmore 配音),想以此来作为儿子的替身,寻找安慰。虽然,阿童木拥有博士儿子的情感和记忆,而且先进的程序还在不断完善其情绪,并让他富有同情心。可是,博士始终无法接受失子之痛,对阿童木也不能正确对待,并认为他不是人类而将其抛弃。阿童木沦落为无家可归的流浪儿,而且还备受军方的四处通缉,并最终被抓住。军方要求天马博士拿掉阿童木的能源,让它变成军方机器人的能源配备。在最后时刻,天马博士突然醒悟,并协助阿童木逃走。面对军方的围追堵截,阿童木奋起反抗,最终一场惊世大战一触即发。在不断的旅行过程中,阿童木也逐渐成长,他也接受了自己这机械与人类结合的设计,并肩负起全人类生死存亡的重任。。