主角柯奇是一个真诚善良,但性格有些冲动的玩具机器人。在危急时刻,他遇到了另一群玩具——聪慧的黑包子、沉稳的刀剑客、热心的小骨头、勇敢的点点、机智的嗦发。在他们共同帮助下,柯奇很快融入了友爱的玩具之家。好景不长,玩具之家被老鼠皮条破坏,大家不知该何去何从。这时,黑包子告诉大家,玩具城城主托雷能为玩具们实现任何愿望。于是众人决定结伴前往托雷玩具城。新世界的大门在众人面前缓缓打开,等待他们的,是未知的际遇。。未来世界,随着科技的飞速进步,地球的污染也越来越严重。为了遏制这种现状,一家名为月能工业有限公司的企业应运而生。该公司致力于月球能源的开发,通过采集氦-3来满足地球对能源的需求。月能公司在月球设有基地,山姆·贝尔正是该基地上唯一的工作人员。山姆是公司聘用的合同工,他已在月球孤零零地生活3年,陪伴他的只有智能机器人戈蒂。枯燥乏味的生活令山姆归心似箭,在还有两周就离开月球的时候,山姆偶然遭遇一起事故。醒来后的他发现戈蒂似乎对其有所隐瞒,公司高层也拒绝他的回程请求。山姆借机逃出基地,却在事故发生地点发现另一个自己……。