The Love Hypothesis, der er baseret på New York Times-bestselleren, følger Olive (Lili Reinhart), en ph.d.-studerende, der spontant kysser sit instituts mest intimiderende professor, Adam Carlsen (Tom Bateman). Deres fælles behov for et fiktivt forhold udvikler sig til et eksperiment i kemi, der måske kan løse forelskelsens gåder.