Sur une Terre post-apocalyptique ravagée par un cataclysme solaire, un ingénieur malade nommé Finch vit reclus dans un bunker souterrain. Pour s'assurer que son chien adoré, Goodyear, soit protégé après sa mort prochaine, il construit un robot doté d'une intelligence artificielle avancée. Ensemble, ce trio improbable s'embarque dans un voyage routier périlleux à travers un paysage américain désolé et dangereux. Durant ce périple, Finch va devoir apprendre au robot ce que signifie être humain.