Twintiger Caleb, werkzaam bij het machtige internetbedrijf Bluebook, wint een door het bedrijf uitgeschreven wedstrijd. De prijs: een verblijf van een week in het afgelegen futuristische onderkomen van Nathan, Bluebooks oprichter en eigenaar. Nathan blijkt zijn eigen robot te hebben gebouwd, de beeldschone Ava, en vraagt Caleb mee te werken aan een experiment. In dagelijkse interviewsessies met Ava zal hij erachter moeten komen in hoeverre haar kunstmatige intelligentie zich nog laat onderscheiden van de menselijke.