电影的故事发生在一个虚构的城市——旧金山，那里融合了东西方文化，充满了科技和创造力。主人公是一位名叫Hiro Howon（瑞安·波特配音）的14岁天才，他从小就对机器人和发明感兴趣，但不愿意上学，而是参加街头的机器人格斗比赛来赚钱。他的弟弟坦迪（丹尼尔·海尼配音）是一位机器人专家。他希望希罗能利用自己的天赋做一些有意义的事情，于是他带希罗参观了他的理工学院，并将他介绍给了他的朋友：高博士（Jamie Zhong配音）、弗雷德（T.J.Miller配音）Elegant（Guinness Rodriguez配音）和沃斯（Damon Weines配音）。在那里，Hiro见证了各种高科技发明，包括Tandi设计的可以治愈伤口和感受情绪的机器人Great White（Scott Andes配音）。Hiro被这些惊人的想法深深吸引，决定申请理工学院，在那里他创造了一套可以自由控制的微型机器人。在展览上，希罗的微型机器人吸引了所有人的钦佩，包括著名科学家卡拉汉教授（詹姆斯·克伦威尔配音），他邀请希罗加入他的实验室。就在Hiro欣喜若狂的时候，一场突如其来的大火让他失去了弟弟和微型机器人。
在遥远的世界中有一座旧金山，山下小村庄里有一位天赋异禀的少年，浓眉大眼，天庭饱满，骨骼清奇，年纪轻轻便可以气御物，炼有一宝，江湖人称黑曜星。少年小宏靠着黑曜星与人打架，不务正业，踢遍附近武馆，惹下不少祸端。这小宏有一哥哥，在旧金山上的斯坦福派里，跟随教授卡拉汉真人修炼，善驯灵兽。这天小宏又闯了祸，还是哥哥，驾着一只金刚獬豸为小宏解了围。
哥哥劝小宏好好练气，按部就班筑根基，方能致天人合一之化境。小宏冷笑：世人都道神仙好，惟有功名忘不了，古来将相何其多，荒冢一堆草没了，到不若我这闲云野鹤清闲自在。哥哥看小宏顽劣，于是捏了个剑诀，唤出坐骑，载小宏飞上了山上的斯坦福派。
进入了修炼堂，小宏看到了传说中的斯坦福五子，善用毒的金珠娘子，精通chemistry；使一对圣光磁悬浮战环的辣妹魅无踪；一对瓦雷利亚钢龙牙匕的大本钟华莱士；以及富二代王思聪。哥哥作为斯坦福五子中的老3，特长是召唤灵兽大白。哥哥说大家拿了国家课题经费，拥有无数精良的修仙器材，都在刻苦地修炼，其中大师兄进展最速，已达到元婴阶段