U budućnosti će svi priobalni gradovi svijeta (New York, Amsterdam, Venecija...), zbog globalnog zagrijavanja, biti potopljeni. Manjak životnog prostora prouzrokaovao je snažan razvoj robotike. Roboti ulaze u sve pore čovjekovog života i život bez njih postaje nezamisliv.
Cybertronics Manufacturing na prjedlog profesora Hobby-ja (William Hurt) stvara dječaka-robota David-a koji može da voli. David (Haley Joel Osment) je dječak koji ne treba, ne treba hranu ili brigu, jedino što mu je potrebno jeste ljubav.
CM dodjeljuje David-a svom radniku Harry-ju (Sam Swinton) i njegovoj ženi Moniki (Frances O'Connor). David treba da zamjeni njihovog sina Martin-a (Jake Thomas) koji je teško bolestan i zamrznut čeka pronalazak lijeka koji može da ga izlječi. Monika se ne slaže sa ovim eksperimenta i na početku ne može da prihvati David-a. Međutim njegova ljubav budi majčinske emocije i veza između njih postaje snažnija.
Problem se javlja kada pravi sin Martin bude izlječen. Martin postaje ljubomoran na David-a i pravi niz spletki kojim uvjerava svoje roditelje da je David opasan po njegovu sigurnost. Monika ne može da vrati Davida u CM (gdje će biti uništen) pa ga ostavlja u šumi gdje mu jedino društvo pravi njegov medvjedić Teddy. Jedini razlog za ovakav postupak David vidi u tome što nije pravi dječak pa njegov cilj postaje da pronađe Plavu Vilu. Plava Viala je pretvorila Pinokija u pravog dječaka pa može i njega.
On u šumi nailazi na smetljište robotskog otpada gdje se skrivaju modeli robota koji trebaju da budu uništeni ili oni koji se traže zbog nekog prestupa. David biva zarobjen i sa ostalim robotima biva odveden na "Sajam mesa" gdje se kao atrakcija uništavaju zastarjeli modeli. Tu sreće Joe-a (Jude Law) robota žigola koji je bježao zbog namještenog mu ubistva. Zajedno sa njim David uspjeva pobjeći i od njega traži pomoć u pronalasku Plave Vile.
Oni odlaze u grad Ruž gdje od sveznajućeg računara doznaju da Plava Vila živi u "izgubljenom gradu na dnu mora na ivici svjeta gdje lavovi plaču" (New York). Uz pomoć hidroplana oni stižu u New York gdje samo vrhovi zgrada vire iz vode. Tu David otkriva da nije jedinstven nego da postoji cjela serija Davida i on se očajno baca sa ivice zgrade u okean.
Na dnu mora na nekom mjestu koje je nekad davno bilo dječiji park pronalazi statuu koja presztavlja Plavu Vilu. On je počinje moliti da ga pretvori u pravog dječaka.
poslije dvije hiljade godina, tokom kojih je čitava ljeudska rasa nestala i more se zaledilo, David-a pronalaze vanzemaljci. Oni ulaze u njegovu memoriju i ostaruju mu želju da mu vrate majku, ali samo na jedan dan.
Film se završava kada David i njegova majke zaspu na kraju dana kojeg su proveli zajedno.
