M3GAN är ett under av artificiell intelligens, en verklighetstrogen docka programmerad att vara ett barns bästa följeslagare och en förälders främsta allierade. Designad av leksaksföretagets briljanta robottekniker Gemma kan M3GAN lyssna, se och lära sig medan hon blir en vän, lärare, lekkamrat och beskyddare till barnet hon är knuten till. När Gemma plötsligt blir vårdnadshavare för sin föräldralösa 8-åriga systerdotter Cady, är hon osäker och oförberedd på att bli förälder. Under intensiv press på jobbet bestämmer Gemma sig för att para ihop sin M3GAN-prototyp med Cady i ett försök att lösa båda problemen - ett beslut som kommer att få ofattbara konsekvenser.