Di tengah gemerlap kota Tokyo, tren teknologi Persocom telah mengubah kehidupan manusia menjadi lebih praktis. Android canggih ini hidup berdampingan dengan warga sebagai asisten pribadi yang setia. Namun, di balik kemajuan itu, muncul misteri tentang unit yang memiliki emosi manusia.
Seorang pemuda lugu bernama Hideki Motosuwa hidup dalam keterbatasan ekonomi dan kesepian. Ia sangat mendambakan memiliki robot sendiri. Takdir membawanya menemukan sesosok android cantik yang terbuang di tempat sampah, yang kemudian ia beri nama Chii.
Seiring waktu, hubungan mereka menjadi unik karena Chii ternyata bukanlah unit biasa. Ia tidak memiliki program standar dan harus belajar segala hal dari nol. Keterbatasan pengetahuan robot itu memaksa pemuda tersebut menjadi sosok guru sekaligus pelindung yang sabar.
Minoru Kokubunji, seorang jenius muda, menaruh kecurigaan besar terhadap jati diri android misterius tersebut. Ia pun mulai menyelidiki asal-usulnya yang penuh teka-teki. Kehadiran berbagai pihak lain yang tertarik pada unit itu membuat situasi menjadi semakin rumit.
Dilema antara perasaan tulus dan logika robotik menjadi pusat konflik emosional yang mendalam. Mereka berdua harus mencari jawaban tentang apa arti cinta sejati di dunia modern. Akankah ikatan antara manusia dan mesin ini mampu melampaui batas kode pemrograman?
