En un futuro no tan lejano, un hombre Theodore Twombly se gana la vida escribiendo conmovedoras cartas a los demás. Con el corazón roto después terminar una larga relación, se siente intrigado por un nuevo y avanzado sistema operativo, que promete ser una entidad intuitiva con cada usuario. Después de iniciarlo, Theodore queda encantado de conocer a Samantha, una brillante voz femenina que es perspicaz, sensible y sorprendentemente divertida. Mientras los deseos y las necesidades de ambos crecen, su amistad se transforma en una relación de amor.