这是一个机器人的故事。机器人的等级取决于制造的材料,由铜制造的罗德尼是机器人中最卑微的。但罗德尼天生并不自卑,他认为自己拥有发明家的大脑。小镇的生活虽然平静,但并不能满足罗德尼的野心,他决定前往“机器人城”拜访著名的发明家“大焊”。于是这天,罗德尼带着自己引以为傲的发明出发了。但是繁华的“机器人城”却令乡下来的罗德尼感到迷惑,幸好一伙被称为“废铜烂铁”的机器人向他伸出了援手,令罗德尼暂时在城里落了脚。与此同时,一伙破坏分子却正在策划着摧毁“机器人城”……
皮博迪(泰·布利尔 Ty Burrell 配音)是一条与众不同的小狗,它拥有绝伦无比的高智商,因此注定拥有迥异于同类的“狗生”。它持有哈佛学位,成功开发了新能源,圆满解决地缘政治,还创立了属于自己的公司。皮博迪偶然机缘下收养了和它有着类似经历的人类小孤儿舍曼(麦克斯·查尔斯 Max Charles 配音),它如同慈父一般悉心教育着他的儿子,并利用自己开发的时光机带舍曼回到未来每一个重要时刻,亲身经历书本上枯燥的历史事件。转眼舍曼到了上学的年龄,他丰富的历史知识得到老师表扬,却也引来高傲的小姑娘佩妮·彼得森(阿芮尔·温特 Ariel Winter 配音)的嫉妒和欺负。舍曼和佩妮的冲突使皮博迪陷入前所未有的艰难境地,为了保住对舍曼的抚养权,它想尽办法取悦佩妮的父母和相关机构负责人。而就在那个晚上,舍曼和佩妮竟偷偷乘上时光机,进行了一次惊心动魄的时空大冒险……