Ao se analisar A Invenção de Hugo Cabret é possível notar como o longa divide-se em dois filmes distintos; pois o 3D e a temática infantil são meros panos de fundo para a real intenção da obra: fazer uma bela e emocionante homenagem ao cinema.
Na trama, o público é apresentado ao menino Hugo, que após ficar órfão precisa resolver o mistério de um autômato (espécie de boneco mecânico), o qual representa seu último elo com o falecido pai. Ao mesmo tempo, o menino deve escapar do inspetor da estação de trem, lugar onde passou a viver secretamente.
Contudo, a história de Hugo Cabret mostra-se apenas como a engrenagem que faz funcionar o verdadeiro propósito de Martin Scorsese. Aqui, o aclamado diretor entrelaça ficção e realidade para devolver a Georges Méliès, um dos primeiros cineastas da história, seu merecido reconhecimento. Nesta jornada pessoal de Scorsese, explodem inúmeras referências aos primórdios da sétima arte. O espectador tem a chance, mesmo que por alguns segundos, de admirar na tela grande vários dos primeiros gênios e clássicos do cinema como, por exemplo, os imortais Buster Keaton e Charles Chaplin.