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En medio del siglo XXI, el severo calentamiento global provocó que las capas de hielo de los polos se derritieran, inundaran las costas y reduzca drásticamente la población humana. Hay una nuevaclase de robots llamados Mecha, humanoides avanzados capaces de emular pensamientos y emociones. David (Haley Joel Osment), un modelo prototipo creado por Cybertronics de Nueva Jersey, es diseñado paraparecerse a un niño humano y mostrar amor para sus poseedores humanos. Ellos analizan su creación con uno de sus empleados, Henry Swinton (Sam Robards), y su esposa Monica(Frances O'Connor). El hijo delos Swinton, Martin (Jake Thomas), fue puesto en animación suspendida hasta que una cura pueda ser encontrada para su rara enfermedad. Aunque al inicio, Monica se muestra asustada de David, ellafinalmente siente cariño por él después de activar su protocolo de impresión, que irreversiblemente causa que David la ame, de la misma forma como cualquier niño amaría un padre. También se hace amigo deTeddy (Jack Angel), un osito de peluche robótico, quien vela por el bienestar de David.
Una cura es encontrado para Martin y es llevado de vuelta a casa; una rivalidad de hermanos ocurre entre Martiny David. Martin convence a David ir donde Monica en medio de la noche, y cortar un rizo de su cabello, pero los padres se despiertan y se muestran muy enojados. En una fiesta de piscina, uno de losamigos de Martin activa el programa de autoprotección de David luego que es picado con un cuchillo. David se aferra a Martin y ambos caen a la piscina, donde el pesado David arrastra hasta al fondomientras aún se aferra a Martin. Martin es rescatado, pero Henry queda impactado por las acciones de David, concluyendo que la capacidad de amar de David también le puede entregar la habilidad para odiar.Henry persuade a Monica regresar a David a Cybertronics, donde David será destruido. Sin embargo, Monica no puede hacerlo, y en su lugar, abandona a David en el bosque (junto a Teddy) para...