유능한 프로그래머 ‘칼렙’(돔놀 글리슨)은 치열한 경쟁 끝에 인공지능 분야의 천재 개발자 ‘네이든’(오스카 아이삭)의 새로운 프로젝트에 참여하게 된다. 외부엔 알려지지 않은 그의 비밀 연구소로 초대받은 ‘칼렙’은 그 곳에서 네이든이 창조한 매혹적인 A.I. ‘에이바’(알리시아 비칸데르)를 만나게 된다. 그녀의 인격과 감정이 진짜인지 아니면 프로그래밍 된 것인 지를 밝히는 테스트를 진행하지만. 점점 에이바도 그녀의 창조자 네이든도 그리고 자신의 존재조차 믿을 수 없게 되고 모든 것을 의심하게 되는데…