效力於某知名搜索引擎公司的程序員加利·史密斯（多姆納爾·格利森 Domhnall Gleeson 飾）幸運地抽中老板納森（奧斯卡•伊薩克 Oscar Isaac 飾）所開出的大獎，他將受邀前往位於深山的別墅中和老板共度假期。在與世隔絕的別墅中，納森親切地接待了這位員工。 事實上他邀請加利到來還有另一個目的，那就是協助他完成其所開發的智能機器人的測試。天才一般的納森研制了具有獨立思考能力的智能機器人伊娃（艾麗西亞·維坎德 Alicia Vikander 飾），為了確認她是否具有獨立思考的能力，他希望加利能為伊娃進行著名的“圖靈測試”。似乎從第一眼開始，加利便為這臺有著宛如人類般姣好容顏的機器人所吸引。
在隨後的交流中，他所面對的似乎不是冷冰冰的機器，而更像是一個被無辜囚禁起來的可憐少女……