Lors des débuts de réalisation du scénariste Alex Garland (28 jours plus tard, Ne me laisse jamais partir, Ensoleillement), nous avons présenté Caleb Smith, un programmeur pour Blue Book, un moteur de recherche de type Google dirigé par le mystérieux et isolé PDG Nathan Bateman. Lorsque Smith gagne un voyage pour rencontrer le PDG de son entreprise pendant une semaine, il découvre que Nathan vit seul, à la seule exception de son assistant, Kyoko, un robot alimenté par une intelligence artificielle. Nathan présente Caleb à Ava, un robot plus puissant qui a passé un test de Turing, avec Nathan espérant que Caleb l’aidera à comprendre si Ava pense de vraies pensées et émotions. Comme le narcissisme et la consommation excessive d’alcool de Nathan rendent Caleb mal à l’aise, il commencera lentement à se tourner contre le PDG de la société. Mais quand Ava s’avère être bien plus capable et autosuffisant qu’à première vue, Caleb doit commencer à se demander: peut-il faire confiance à quelqu’un, encore moins à lui-même?