I en nära framtid i Los Angeles lever Theodore, en komplex och själfull man som tjänar sitt uppehälle genom att författa gripande och personliga brev åt andra människor. Med hjärtat krossat efter att ha avslutat ett långt förhållande blir han fascinerad av ett nytt, avancerat operativsystem som sägs vara både intelligent och ha ett eget medvetande, Samantha. Snart blir deras relation allt starkare.