Dans le Paris des années 30, le jeune Hugo est un orphelin de douze ans qui vit dans une gare. Son passé est un mystère et son destin une énigme. De son père, il ne lui reste qu'un étrange automate dont il cherche la clé - en forme de coeur - qui pourrait le faire fonctionner. En rencontrant Isabelle, il a peut-être trouvé la clé, mais ce n'est que le début de l'aventure.