公元2035年，是人和机器人谐和相处的社会，智能机器人作为最好的消费工具和人类同伴，逐渐深化人类生活的各个范围，而由于机器人“三大规律”的限制，人类对机器人充溢信任，很多机器人甚至曾经成为家庭成员。　　总部位于芝加哥的USR公司开收回了更先进的NS-5型超能机器人，但是就在新产品上市前夕，机器人的发明者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内新奇自杀。　　黑人警探戴尔•斯普纳（威尔•史密斯 饰）接手了此案的调查，由于不愉快的往事，斯普纳对机器人充溢了疑心，不置信人类与机器人可以谐和共处。他依据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息剖析和对自杀现场的勘查，疑心对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。　　斯普纳结识了专门研讨机器人心思的女迷信家苏珊•凯文(碧姬•奈娜汉 饰)，随着二人调查的深化，真相一步一步被揭显露来：机器人居然具有了自我退化的才干，他们对“三大规律”有了自己的了解，他们随时会转化成整团体类的“机械公敌”。　　斯普纳和凯文末尾了对立机器人的举动，一场制造者和被制造者之间的战争拉开序幕。