En un futuro cercano, Theodore, un escritor solitario con un divorcio traumático a cuestas, adquiere un nuevo sistema operativo para su teléfono y ordenador. Su nombre es "Samantha" y está basado en un avanzado modelo de Inteligencia Artificial diseñado para satisfacer las necesidades del usuario. Pero, ¿qué ocurre cuando una persona se enamora de otra que en realidad nunca ha existido?