La película trata sobre un robot humanoide programado para amar. Es creado por un científico llamado Henry Swinton (Sam Robards) después de la muerte de su verdadero hijo, Martin. El robot, llamado David (Haley Joel Osment), es inicialmente rechazado por la esposa de Henry, Monica (Frances O'Connor), pero eventualmente llega a amarlo.
A medida que David crece, comienza a experimentar emociones humanas y a añorar una familia. Finalmente se enamora de una chica humana llamada Gigolo Joe (Jude Law), pero su relación está prohibida. David finalmente es abandonado por Henry y abandonado a su suerte. Emprende un viaje para encontrar una manera de convertirse en humano.
La película es una exploración conmovedora y estimulante de lo que significa ser humano. Plantea preguntas sobre la naturaleza del amor, la conciencia y la posibilidad de la inteligencia artificial.