M3GAN on tekoälyn ihme, aidonoloinen nukke, joka on ohjelmoitu lapsen parhaaksi ystäväksi ja vanhempien liittolaiseksi. Nerokkaan, leluyritykselle robotteja suunnittelevan Gemman luoma M3GAN oppii ja siitä tulee ystävä, opettaja, leikkikaveri ja suojelija lapselle, johon se on yhdistetty. Kun Gemmasta yllättäen tulee orvoksi jääneen 8-vuotiaan siskontyttärensä Cadyn huoltaja, hän huomaa olevansa epävarma ja valmistautumaton toimimaan vanhempana. Kovan työpaineen alaisena Gemma päättää yhdistää M3GAN-prototyyppinsä Cadyn kanssa yrittääkseen ratkaista molemmat ongelmat – päätös, jolla on ennalta-arvaamattomia seurauksia.