Det här är historien om Hugo Cabret, den fiffige och uppfinningsrike föräldralöse pojken som i all hemlighet lever sitt liv i väggarna på en tågstation i Paris. En hemlighet som hans far lämnat efter sig blir nyckeln till ett mysterium och till en resa som förändrar människorna omkring honom och leder honom till ett tryggt och kärleksfullt hem.