O programador Gary Smith (interpretado por Domhnall Gleeson), que trabalha para uma conhecida empresa de motores de busca, teve a sorte de ganhar o prémio oferecido pelo seu patrão, Nathan (Oscar Isaac), que o convidou para passar umas férias na sua villa nas montanhas. Nesta villa isolada, Nathan recebeu calorosamente o seu funcionário. Na verdade, Nathan tinha outro objetivo ao convidar Gary: ajudá-lo a testar o robô inteligente que ele desenvolveu. O génio Nathan criou um robô inteligente com capacidade de pensamento independente, Eva (interpretada por Alicia Vikander). Para confirmar se ela possui essa capacidade, ele espera que Gary realize o famoso "Teste de Turing" em Eva. Parece que, desde o primeiro momento, Gary ficou atraído por este robô com uma aparência tão bela quanto a de um ser humano.