2035年是人类与机器人和谐相处的社会。作为最好的生产工具和人类伙伴，智能机器人逐渐渗透到人类生活的各个领域。由于机器人“三定律”的局限，人类对机器人充满了信任。许多机器人甚至成为了家庭成员。总部位于芝加哥的USR开发了更先进的NS-5超级机器人，但就在新产品上市前，该机器人的创造者AlfredLonging博士在公司自杀。黑人警探戴尔·斯普纳（威尔·史密斯饰）接手调查此案。由于一段不愉快的过去，斯普纳对机器人充满了怀疑，不相信人类和机器人可以和谐相处。根据对罗宁博士在3D投影仪中留下的信息的分析和对自杀现场的调查，他怀疑嫌疑对象锁定了罗宁博士自己研发的NS-5机器人桑尼，该公司总裁劳伦斯·罗伯逊公司似乎同意这一点。斯普纳遇到了专门研究机器人心理学的女科学家苏珊·凯文（碧姬·奈纳汉饰）。随着两人深入调查，真相一步步揭开：……
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