少年ヒューゴは亡き父が博物館で発見した製作者、製作目的とも不明のオートマトン（自動人形）を修理するのに日々試行錯誤を重ねていた。ある日 偶然知り合った女の子（クロエ・モレッツ）が、何故か所有していたハート型ペンダントキーで起動に成功。今度はオートマトンが筆跡した絵や文字から秘められた人間関係や謎を解いていくことになるのだが…。
1930年代のパリを再現したセットとCGの美しさは特筆に値する。当時のパリなど知らないはずなのに、得も言われぬノスタルジーを感じさせるほど見事な映像美。映画創成期の様子もよく描かれている。
社会派やドキュメンタリー映画が得意なスコセッシ監督には珍しい良質のファンタジーだった。
