El Dr. Will Caster (Johnny Depp), prestigiós investigador en el camp de la Intel·ligència Artificial, treballa en la creació d'una màquina sensitiva que combini la intel·ligència col·lectiva amb les emocions humanes. Els seus controvertits experiments li han fet famós, però també ho han convertit en el principal objectiu d'extremistes anti-tecnològics que, sense proposar-li-ho, han contribuït a acréixer el seu èxit. La seva dona Evelyn (Rebecca Hall) i Max, el seu millor amic (Paul Bettany) són els seus col·laboradors, però ells es plantegen la qüestió moral de si han de fabricar aquesta màquina. Quan la set de coneixement porta a Will a una obsessiva recerca d'imprevisibles conseqüències, Evelyn i Max comproven aterrados que no poden frenar-ho.