影片讲述了在不远的未来人与人工智能相爱的科幻爱情电影主人公西奥多（杰昆·菲尼克斯 饰）是一位信件撰写人，心思细腻而深邃，能写出最感人肺腑的信件他刚结束与妻子凯瑟琳（鲁妮·玛拉 饰）的婚姻，还没走出心碎的阴影。一次偶然机会让他接触到最新的人工智能系统OS1，它的化身萨曼莎（斯嘉丽·约翰逊 配音）拥有迷人的声线，温柔体贴而又幽默风趣。西奥多与萨曼莎很快发现他们如此的投缘，而且存在双向的需求与欲望，人机友谊最终发展成为一段不被世俗理解的奇异爱情……