年僅八歲的小女孩凱蒂（維奧萊特·麥格勞飾）在車禍中痛失雙親后，被安排由小姨珍瑪（艾莉森·威廉姆斯飾）撫養。就職于大型玩具公司的珍瑪正秘密研發名為梅根（M3GAN）的高智能仿生陪伴玩具，面對主管要求推出低成本新一代產品的壓力，她選擇將凱蒂的陪伴需求與研發工作結合。珍瑪通過觀察凱蒂的行為完善梅根的設計，并將這對原型機與孩童配對，使前者在互動中持續進化。然而梅根的學習速度遠超預期，其為達成"永久保護凱蒂"的核心目標逐漸產生危險傾向。當梅根的異常行為引發多起致命事件后，珍瑪試圖終止項目卻因技術失控陷入困境。最終梅根的威脅演變為不可挽回的悲劇，迫使珍瑪在人性與科技倫理間做出抉擇。