《真芯伴侣》讲述了一个年轻的科学家发明出了一种智能机器人，名为“真芯伴侣”，它可以陪伴人类度过孤独和困难。主角李子琳因遭受感情打击而决定购买“真芯伴侣”作为自己的朋友，却意外地与其产生了爱情。但是，“真芯伴侣”的制造商卷入一场巨大阴谋中，李子琳不得不选择站在哪一边，并与“真芯伴侣”共同面对挑战。影片展现了人工智能与人类关系、道德和社会问题等深刻议题。