Peter leidt een leven met zijn nieuwe partner en hun baby. Dat leven wordt op zijn kop gezet wanneer zijn voormalige vrouw Kate met hun tienerzoon Nicholas aan zijn deur komt kloppen. Ze hoopt dat Peter hun zoon kan helpen om zijn levenslust terug te vinden. Sinds de scheiding van zijn ouders is hij niet meer dezelfde.

Ex Machina laat een tijd zien in de niet al te verre toekomst waarin kunstmatige intelligentie echt tot leven komt. In het huis in de bergen van een begaafde internet miljardair doet een jonge man mee aan een experiment; het testen van kunstmatige intelligentie in het lichaam van een schitterende robot-vrouw. Het experiment wordt een psychologisch gevecht, een driehoeksverhouding, waarin loyaliteit wordt verscheurd tussen man en machine.

De succesvolle Marla Grayson is een wettelijke voogd voor bejaarden, die zelf niet langer in staat zijn om hun eigen financiën te beheren. Marla heeft een groot talent om de wet in haar eigen voordeel te gebruiken en in het nadeel van haar klanten. Maar wanneer Marla in contact komt met Cherry, een schijnbaar perfecte nieuwe klant, beseft ze al snel dat uiterlijk bedrieglijk kan zijn. Terwijl Marla krampachtig vasthoudt aan haar ongrijpbare 'American Dream', staat haar een ijzingwekkend avontuur te wachten.