2035年，在经历过最后一次怪兽战争后，所有的奥特曼都离开了地球，人类依靠残存的机甲技术苟延残喘。机甲驾驶员神乐翔在一次任务中坠毁，在陨石坑中发现了一个蜷缩着的、仅有巴掌大小的发光生物，它用微弱的声音说“爸爸”。这个被称为“奥特曼幼儿”的生物体内蕴含着巨大的光能量，却完全不懂得战斗。当新的宇宙怪兽入侵时，神乐翔不得不将幼儿与自己残破的机甲融合，成为了一个前所未有的“人机光三位一体”的新战士——新世纪奥特曼。但使用幼儿的光能，会不断缩短它的寿命。
本片大胆颠覆了传统奥特曼的设定，将“巨人”降维成需要被保护的“幼儿”，极大增强了情感羁绊。机甲与奥特曼的融合设计新颖，战斗场面兼具厚重感与速度感。最大的泪点在于“父亲”与“孩子”角色的互相守护，非常动人。
江湖传说的仙鹤神针重现人间，一对少年侠侣被迫卷入争夺神器的腥风血雨。
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