Scenarzysta „28 dni później” i „W stronę słońca” zaprasza do świata przyszłości, która dzieje się już teraz, w laboratoriach, o których nie mamy pojęcia. Młody informatyk Caleb (Dohmnall Gleeson) wygrywa firmowy konkurs i na tydzień trafia do laboratorium, w którym pracuje szef firmy - Nathan (Oscar Isaac). Caleb poznaje w nim piękną Avę (Alicia Vikander) - pierwszą na świecie sztuczną inteligencję pod postacią kobiety. Ava jest wynikiem eksperymentu Nathana. Czuje, myśli, wzrusza się i boi o własną przyszłość. Caleb nie wie, że sam jest częścią eksperymentu, który ma sprawdzić, jak na postać Avy zareaguje przeciętny człowiek.