Un programmeur informatique se rend dans un complexe scientifique tenu par un milliardaire qui a créé un robot doté d'une intelligence artificielle.
Programmeur dans l'une des plus grandes entreprises d'informatique au monde, Caleb, 24 ans, vient de gagner un concours pour passer une semaine dans un lieu isolé, en pleine montagne. Celui-ci appartient à un certain Nathan, ancien programmeur informatique milliardaire. Sur place, Caleb apprend que cet endroit est en réalité un complexe de recherche scientifique. Nathan a en effet réussi à créer un robot féminin doté d'une intelligence artificielle, Ava, belle et fascinante. Il demande alors à Caleb de déterminer si cette création pense réellement par elle-même. Mais Ava a peur de Nathan, qu'elle soupçonne de vouloir la tuer...
Avec la jeune Alicia Vikander, qui a remporté l'Oscar 2016 de la Meilleure Actrice dans un second rôle pour le film "The Danish Girl".