ในโลกอนาคตที่โลกละลายเพราะน้ำแข็งขั้วโลก มนุษย์สร้างหุ่นยนต์ที่มีอารมณ์ความรู้สึก เดวิด เด็กหุ่นยนต์ที่ถูกโปรแกรมให้รัก unconditionally ถูกครอบครัวมนุษย์รับเลี้ยง แต่เมื่อลูกชายแท้ๆฟื้นขึ้นมา เดวิดกลับถูกทอดทิ้งในป่า การเดินทางของเขาจึงเริ่มต้นขึ้นเพื่อตามหานางฟ้าจากเทพนิยายพิน็อคคิโอ ที่จะทำให้เขากลายเป็นเด็กจริงและได้รับความรักที่แท้จริงกลับคืนมา