年仅八岁的小女孩凯蒂（维奥莱特·麦格劳 Violet McGraw 饰）在一次车祸中痛失双亲，此后她被安排到小姨珍玛（艾莉森·威廉姆斯 Allison Williams 饰）的家中居住。珍玛供职于一家大型的玩具公司，该公司旗下的智能陪伴玩具产品曾风靡一时，而今正面临同行业竞争者的挑战。虽然主管领导急于推出成本更低廉的新一代产品，但是珍玛却偷偷研发更为智能的仿生玩具。专注自己的事业的珍玛对于担任监护人颇感焦虑，偏巧凯蒂的一些想法给了她启发。在此之后，珍玛完善了自己名为梅根（M3GAN）的作品，并将其与凯蒂配对，让梅根在与人类交往过程中学习成长。
然而，梅根的学习进化速度出乎所有人的意料……