M3GAN er et vidunder av kunstig intelligens, en naturtro dukke programmert til å være et barns beste følgesvenn og foreldrenes viktigste allierte. M3GAN er designet av leketøysselskapets briljante robotikkingeniør Gemma, og kan lytte, se og lære mens hun blir venn, lærer, lekekamerat og beskytter av barnet hun er knyttet til. Når Gemma plutselig blir verge for sin foreldreløse 8 år gamle niese, Cady, er Gemma usikker og uforberedt på å bli foreldre. Under intenst press på jobben bestemmer Gemma seg for å pare M3GAN-prototypen sin med Cady i et forsøk på å løse begge problemene – en beslutning som skal få ufattelige konsekvenser.