在不久以後的未來，米歇爾·布萊德利（西格妮·韋弗 Sigourney Weaver 飾）的大型軍火公司，制造出了全球第一批機器人警察，並派遣它們執行任務。程序員迪恩（戴夫·帕特爾 Dev Patel 飾）是機器人警察的制造者之一。但他在工作之余，還有自己執著追尋的夢想：人類進化的下一步，“能思考，有感覺”的機器。
迪恩向米歇爾·布萊德利尋求支持未果，轉而利用公司的設備自行開始制造和實驗，並成功地將擁有人工智能的機器人“查派”帶到了這個世界。查派性格天真可愛，像個孩子一樣不斷學習，然而能夠語言，能夠思想，能夠作畫的機器人，引發了米歇爾·布萊德利，以及文森特（休·傑克曼 Hugh Jackman 飾）的恐慌，文森特駕駛機器戰士找到迪恩，意欲除掉機器人查派，人類與機器之間的大戰再度爆發……