Dr. Will Caster (Johnny Depp) is de voornaamste onderzoeker op het gebied van Kunstmatige Intelligentie en werkt aan een machine die collectieve kennis combineert met de menselijke emoties
Zijn extreem controversiële experimenten maken hem tot een doelwit van anti-technologische extremisten die er alles aan doen om hem te stoppen. In hun poging om Will uit te schakelen veroorzaken zij echter zijn succes – zijn bewustzijn wordt geüpload in een computersysteem. Zijn vrouw Evelyn en vriend Max, beide mede onderzoekers, maken dit mogelijk maar niet zonder hun twijfels. Hun grootste angsten worden werkelijkheid wanneer Wills dorst naar kennis evolueert in een oneindige honger naar macht. Het wordt al snel angstaanjagend duidelijk dat er wellicht geen manier is om het tegen te houden.