Dans un monde futuriste, où la fonte des glaces a englouti la majorité des terres habitables et provoqué famine et exode, les robots assurent désormais la plupart des tâches domestiques. Pourtant, un scientifique veut aller plus loin et créer le premier androïde sensible : un enfant capable de développer un large éventail d'émotions et de souvenirs. Troisième volet du triptyque extraterrestre, après Rencontres du troisième type et E.T., A.I. a parfois été décrit comme le dernier film de « Kubrick » tant l’hommage de Spielberg au maître était appuyé. Kubrick avait d’ailleurs envisagé de se livrer lui-même à cette adaptation de la nouvelle de Brian Aldiss, Supertoys Last All Summer Long, avant de renoncer.