时代背景设定在世界变动率为“1.048596%”的2019年。在这样一个机器人已经普遍实用化的未来,种子岛中央高校的“机器人研究部”八汐海翔和濑乃宫秋穂为了避免被废部,正在以“完成巨型机器人”为目标奋斗着。然而某天,海翔发现了一份名为“君岛报告”的A.R.笔记。在这份笔记里面,记录着名为君岛安科的人将会把整个世界都卷进来的大阴谋。。小男孩雨果(阿沙·巴特菲尔德 Asa Butterfield 饰)天生机械控。他寄宿巴黎火车站钟楼,偶尔会去玩具店偷些零件,用来修补父亲(裘德·洛 Jude Law 饰)留下的机器人。一次行窃,他被店主乔治•梅里埃(本·金斯利 Ben Kingsley 饰)当场抓获,因 忌惮带猎狗的巡警(萨莎·拜伦·科恩 Sacha Baron Cohen 饰)只得就范。乔治拿走了雨果父亲的遗物——一本机械手册,令他心急如焚,他尾随至乔治家中,结识了养女伊莎贝拉(科洛·莫瑞兹 Chloë Moretz 饰),他恳求她帮自己保住手册。而伊莎贝拉则觉得此事蹊跷,于是两人结伴探秘。修好的机器人作画的落款却显示乔治的名字,让他们疑心顿起。终于他们发现了乔治家中装满画作的神秘柜子,并在图书馆的电影书籍中发现了乔治的身世。一位知情人的显身,让他们的奇幻冒险更添神秘……
本片根据布莱恩•瑟兹尼克的同名小说改编,是马丁•斯科塞斯的首部3D力作。。全片以主人公伍六七寻找失去的记忆为故事主线,配合角色与角色之间的爱恨情仇组成的支线贯穿始终。通过讲述主人公在帮助别人和寻找自我的过程中,认识不同的人,与不同角色之间发生的有趣的,最终用爱化解仇恨与偏见的故事,想带给观众欢乐的同时表达对生活的热爱,爱与包容可以化解一切。。