雨果(阿沙巴特菲尔德，阿沙巴特菲尔德)，一个年轻的男孩，出生与机械控制。他登上了巴黎火车站的钟楼，偶尔还会去玩具店偷点零件来修理父亲(裘德洛，裘德洛)留下的机器人。在一次盗窃中，他被店主乔治梅里亚(本金斯利本金斯利饰)当场抓获，由于害怕带着猎狗的巡警(萨莎拜伦科恩萨莎拜伦科恩饰)而不得不屈服。乔治从雨果的父亲那里拿走了——本机械手册，这让他很焦虑。他跟随乔治的家，见到了他的养女伊莎贝拉(克洛伊莫瑞兹Chlo Moretz)。他恳求她帮他保管手册。另一方面，伊莎贝拉觉得有些奇怪，所以他们一起探索。修复后的机器人画作的签名显示了乔治的名字，这让他们产生了怀疑。最后，他们在乔治的家里找到了装满画的神秘柜子，并在图书馆的电影书中找到了乔治的生平故事。一个知情人的出现让他们的奇幻冒险变得更加神秘.本片根据布莱恩图兹尼克的同名小说改编，是马丁斯科塞斯的第一部3D杰作。