M3GAN è una meraviglia di intelligenza artificiale, una bambola a grandezza naturale programmata per essere la più grande compagna dei bambini e la più grande alleata dei genitori. Progettata da Gemma (Allison Williams di Get Out), brillante robotica di un'azienda di giocattoli, M3GAN è in grado di ascoltare, guardare e imparare, diventando amica e insegnante, compagna di giochi e protettrice del bambino a cui è legata.

Quando Gemma diventa improvvisamente la tutrice della nipote orfana di 8 anni, Cady (Violet McGraw, The Haunting of Hill House), è insicura e impreparata a diventare genitore. Sottoposta a forti pressioni sul lavoro, Gemma decide di abbinare il suo prototipo M3GAN con Cady nel tentativo di risolvere entrambi i problemi: una decisione che avrà conseguenze inimmaginabili.