《米家大戰機器人》講述一個平凡家庭遭逢他們有史以來最大的家庭挑戰：拯救世界，對抗機器人末日。這沒什麼大不了，對吧……？故事從創意十足的邊緣少女凱蒂米契說起，她錄取了夢寐以求的電影學院，迫不及待想離家去找她的「同路人」，怎料喜愛大自然的老爸卻堅持要全家一起載她去學校，透過這最後一次公路之旅凝聚家人感情。

眼看這趟「一點也不尷尬，也絕不是強迫參加」的旅程越來越慘，這時機器人竟掀起大戰！智慧手機、掃地機器人和邪惡的小精靈都參戰，準備將地球上所有人類都抓起來，而拯救全人類的重責大任，就落在米家人身上。

除了凱蒂和老爸外，米家成員還有樂觀老媽琳達 、古怪老弟艾倫、鬆垮垮的哈巴狗麻糬，以及兩隻友善但頭腦簡單的機器人。