近未来。郊外に住むマーティン家は家事用ロボット、ＮＤＲ114号（ロビン・ウィリアムス）を購入した。アンドリューと名付けられた彼は、幼いリトル・ミスと友達になり、彼女から人間について学んだ。やがてリトル・ミス（エンベス・デイヴィディッツ）は成長し、結婚して子供も生まれたが、アンドリューとの交流は続いていた。いつしか人間のようになりたいと願うようになっていたアンドリューは自由を求めて旅に出た。そして、友人となった発明家のルパート（オリヴァー・プラット）からロボットが人間に近づける可能性を知った。かくしてアンドリューは大切な人となっていたリトル・ミスの孫娘ポーシャ（エンベス・デイヴィディッツ＝二役）と同じように生きたいという切ない想いから、人間になる決心をするのだった。
