人間が宇宙のあちこちの星に住み、宇宙船で行き来するようになった時代。
　青年ハルは、窃盗を目的に大富豪の老婦人が住む邸宅に忍び込む。
　主の老婦人に見つかったハルは、見逃してもらうかわりに、邸宅から消えたロボットの捜索を引き受ける。消えたロボットは、老婦人の亡き娘・エリカを模してつくられたものだった。

捜索を始めたハルは、老婦人の孫娘・ジェーンと知り合う。ジェーンは、幼くして宇宙船事故で死んだはずの老婦人の娘・エリカの子供だった。
　実はエリカは、つい最近まで生きていた。事故後、長い間彼女は亡くなったものと思われていたが、事故のせいで記憶を失い、身元不明の子供として別の夫婦の養女となっていたのだ。三十年前にその事実が判明し、老婦人とエリカは実の親子として再会を果たしたが、なぜかその後は二度と会うことはなく、一年前にエリカは病死したという。
　ジェーンは祖母である老婦人の体調が芳しくないことを知り、彼女を見舞うために訪れていた。ハルはジェーンとともに、ロボット・エリカの捜索を続ける。

当初、ロボット・エリカの失踪は、生体部品の老朽化による誤作動によるものかと思われた。だが、捜索を進めるうちに、邸宅から老婦人の宝飾品がなくなっていることがわかる。さらに、ハルとジェーンが何者かに襲われる。
　二人を襲ったのは、ロボット・エリカのメンテナンスを担当するメーカーのサービス員だった。彼は、偽の記憶をロボット・エリカに入力することで意のままに動かし、長期間にわたって老婦人の宝飾品を盗ませていたのだ。
　ハルとジェーンはロボット・エリカを発見するが、ロボットはすでに機能を停止していた。

老婦人が危篤との連絡を受けて、ハルとジェーンは邸宅にかけつける。老婦人はジェーンの手を握り、娘エリカの名前を呼んで息を引きとる。
　ジェーンはハルに語る。
　三十年前、ジェーンの母のエリカは、実母である老婦人に再会した。しかしそのとき、老婦人はエリカを娘だと認めることを拒否したのだという。
　老婦人は事故以来、失った娘に対する愛情をロボット・エリカに注いできた。しかし、再会した本物のエリカは、成長して見知らぬ女性となっていて、ロボット・エリカとはまったく似ていなかった。老婦人は、容姿・人格ともにロボット・エリカとはまったく異なる姿に成長したエリカを、かつて失った自分の娘だと認めることができなかったのだ。そして、二人の間の断絶はついに埋まらなかった。
　ジェーンは、老婦人が残した莫大な遺産の相続権を放棄して、父親や祖父母が待つ故郷の星へ帰っていく。