En Alma-chan Wants to Be a Family!, Alma es un robot autónomo y con capacidad de autoaprendizaje cuyo cuerpo se asemeja al de una adorable niña, aunque sus capacidades de combate superan con creces las de una máquina corriente. Fue creada por dos científicos prodigiosos: Enji Kamizato, que desarrolló su inteligencia artificial, y Suzume Yobane, que construyó su cuerpo robótico. Tras ser ridiculizados por antiguos conocidos, ambos siguen trabajando codo con codo para demostrar su talento, aun cuando apenas logran evitar que su vida personal se convierta en una sucesión de discusiones. El rápido desarrollo de Alma, su curiosidad inagotable y su costumbre de llamar “papá” y “mamá” a Enji y Suzume complican de inmediato la distancia que intentan mantener entre sí.
Sus constantes discusiones van dejando paso poco a poco a un discreto afecto mutuo, y Alma es la primera en darse cuenta. Intrigada por la relación entre las dos personas que la trajeron al mundo, empieza a preguntarse qué significa realmente el vínculo que las une, al tiempo que aprende sobre la humanidad a través de quienes la rodean. Cada respuesta parece dar lugar a nuevas preguntas, pero la mirada inocente de Alma también impulsa a Enji y Suzume hacia una relación más cálida y sincera.
A medida que Alma pasa más tiempo con ellos, su vida cotidiana se convierte en una mezcla de ambición científica, emociones torpes y una confianza cada vez mayor. Lo que comienza como un proyecto destinado a demostrar de lo que son realmente capaces va adquiriendo poco a poco un significado más profundo, ya que la presencia de Alma transforma su trabajo en común en algo que empieza a parecerse a una familia.