在一座未来的城市，人类与机器人共存。这座城市被称为“新纪元城”。众多机器人们曾是人类的仆人，但因为一次人工智能大爆炸后，他们获得了独立思考和自主行动的能力。电影开始时，人类与机器人之间的关系紧张。部分人类担心机器人会取代他们的工作和生活。而机器人们，则渴望与人类平等相待。在这样的背景下，一个名叫艾丽丝的年轻机器人与一个反对派人类杰克相遇。艾丽丝告诉杰克她要寻找一种新的能源，可以使机器人们不再需要充电，实现真正的自由。杰克感到困惑，但出于好奇心，他决定协助艾丽丝。两人共同踏上旅程，穿梭于废弃的工厂、沙漠和破碎的城市遗迹中。他们遭遇了许多机器人的追捕，以及一些人类反对派的袭击。最后，他们成功找到了一种神秘的飞行器。据说，这种飞行器可以连接到宇宙中的未知力量，为机器人们提供新的能源。艾丽丝和杰克利用这艘飞行器带着能源回到“新纪元城”。故事结束时，机器人们终于实现了真正的自由，但他们也意识到，只有与人类共同建立和谐的共存关系，才是未来发展的关键。