效力于一家知名科技公司的软件工程师加里·斯莫斯（汤姆·哈迪 饰）赢得了一次难得的机会，他被邀请前往老板尼尔·汉森（伊万·麦克格雷格 饰）位于偏远山区的别墅度假。一到别墅，加里受到了尼尔的热情款待。然而，尼尔邀请加里来的目的并不仅仅是度假，他需要加里来测试他正在开发的智能机器人娇娃（艾玛·斯通 饰）。作为科技天才，尼尔已经成功设计出了具备自主思考能力的娇娃。为了验证她是否真的能够独立思考，尼尔希望加里能够进行著名的“阿兰·图灵测试”。加里在第一次见到这个拥有人类般美貌的机器人时，就对她产生了浓厚的兴趣。