과학문명은 천문학적 속도로 발전하고 있지만 극지방의 해빙으로 도시들은 물에 잠기고 천연자원은 고갈되어 가던 미래의 지구. 모든 생활을 감시받고, 먹는 음식조차 통제되는 그 세계에서 인간들은 인공지능을 가진 인조인간들의 봉사를 받으며 살아간다. 하비 박사의 계획에 따라 감정을 가진 최초의 인조인간 데이빗이 탄생하고, 데이빗은 사이버트로닉스사의 직원인 헨리 스윈튼의 집에 입양된다. 인간을 사랑하게끔 프로그래밍된 최초의 로봇 소년 데이빗. 스윈튼 부부의 친아들 마틴은 불치병에 걸려 치료 약이 개발될 때까지 냉동된 상태다. 데이빗은 스윈튼 부부의 아들 역할을 하며 인간 사회에 적응해간다. 하지만 스윈튼 부부를 부모로 여기던 데이빗은 마틴이 퇴원하면서 결국 버려지고 만다. 엄마가 들려준 피노키오 동화를 떠올리며 진짜 인간이 되어 잃어버린 엄마의 사랑을 되찾을 수 있다고 생각하는 데이빗은 자신의 장난감이자 친구이며 보호자인 테디 베어를 데리고 여행을 떠난다.
