自行車手邁爾斯偶然發現一只代號A.X.L.的軍用機器狗，該裝置以真犬心臟為核心搭載新型人工智能系統。在修復與相處過程中，少年與這個擁有情感識別能力的機械生命建立起深厚羈絆。以武器開發為目的的軍事科學家團隊試圖強行回收A.X.L.，邁爾斯在足智多謀的技術少女莎拉協助下，帶著機器狗踏上穿越西部荒野的逃亡之旅。面對裝備精良的追捕者，三人組通過峽谷突襲與廢棄實驗室破解等冒險行動突破重圍。最終他們成功摧毀追蹤裝置并公開實驗數據，使A.X.L.擺脫軍方控制。影片通過人與機械生命的情感紐帶，展現了少年在守護同伴過程中完成自我成長的主題。