Caleb är en ung programmerare som deltar i ett experiment. Han ska utvärdera de mänskliga egenskaperna hos den hisnande kvinnliga roboten Ava. Hur tänker och känner sig Ava, är det möjligt för robotar att vara medvetna om sina handlingar eller till och med älska? Och vart går egentligen den moraliska gränsen mellan vetenskap, etik och att leka Gud?