Jane Hammond (Natalie Portman) é a esposa de Bill (Noah Emmerich), um dos maiores bandidos da região. Um dia ele retorna para casa após levar oito tiros de integrantes de sua própria gangue, que se voltaram contra ele. Com o marido à beira da morte, Jane decide se vingar e para tanto pede ajuda a Dan Frost (Joel Edgerton), um ex-namorado que ainda a ama e que detesta Bill.

Dr. Will Caster, a maior autoridade do mundo em inteligência artificial, está conduzindo experimentos altamente controversos, na intenção de criar um robô com grande variedade de emoções humanas. Quando extremistas antitecnologia tentam matá-lo, Caster convence sua esposa, Evelyn, e seu melhor amigo, Max Waters, a testar seu novo invento nele mesmo. Só que a grande questão não é se eles podem fazer isto, mas se eles devem fazer isto.

O xerife de uma tranquila cidade fronteiriça vê sua vida virar de cabeça para baixo quando um chefe do tráfico escapa do FBI e busca refúgio em seu território.