A trama se passa no futuro, quando a tecnologia robótica avança a passos de gigante. O casal Monica (Frances O’Connor) e Henry (Sam Robards) sofre com a doença terminal de seu filho, Martin (Jake Thomas), que permanece congelado até que se encontre uma cura.
Para suprir a falta do filho, Henry compra para a mulher um menino-robô, David (Haley Joel Osment), o único mecca programado para amar. À medida que se transforma no filho adotivo da família, uma série de fatos torna sua relação insustentável.
Monica decide abandonar David em uma floresta. Desesperado, ele se apega à história de Pinóquio, o boneco de madeira que sonhava em ser menino, e parte atrás da Fada Azul, para que ele possa ser aceito novamente pelos pais.
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