年轻外科医生肖恩·墨菲（弗莱迪·海默 Freddie Highmore 饰）患有自闭症和学者综合症，他在著名的圣文德医院持续发挥卓越的医疗天赋，与此同时也在生活中不断成长。

　　在未来世界，由于痛失爱子，天才科学家天马博士（尼古拉斯·凯奇 Nicolas Cage 配音）创造出了机械人阿童木（弗莱迪·海默 Freddie Highmore 配音），想以此来作为儿子的替身，寻找安慰。虽然，阿童木拥有博士儿子的情感和记忆，而且先进的程序还在不断完善其情绪，并让他富有同情心。