这个故事发生在遥远的26世纪。外科医生艾德(Christopher volz Christopher volz)在垃圾堆里发现了一个只有一个脑袋的机器人女孩，把她带回家，给她装上了原本为她已故的女儿准备的假肢，并给她取名为阿丽塔(Rosa lazare罗莎lazare)。醒来后，阿丽塔对这个丰富多彩但充满暴力的世界产生了兴趣。在遇到年轻的雨果(基恩约翰逊基恩强森饰)后，阿丽塔开始接触一项名为机动球的运动，并在比赛中展现出惊人的格斗天赋。在废铁城居民的头上，有一个巨大的漂浮城市塞勒姆。废铁城居民所有的劳动和努力，都是为了给塞勒姆提供继续运转的燃料。在维克多(Mahshala arima Hilshala Ali)设立的机动球比赛中，获胜者可以获得居住在塞勒姆的资格。丽塔决定利用自己的战斗天赋参加比赛，但她卷入了一场巨大的阴谋。