En Allemagne, un groupe de scientifiques souhaite mener une expérience innovante : faire cohabiter pendant trois semaines Alma, une chercheuse célibataire et austère, avec Tom, un robot humanoïde à l'apparence plus vraie que nature. D'abord sceptique, cette dernière ne tarde pas à être flattée par les attentions de son petit ami certes fait de chair, mais aussi de boulons. Troublée, Alma se met à croire en la possibilité d'une vie commune avec Tom, programmé pour l'aimer et réaliser tous ses désirs. Au fil des jours, humaine et robot finissent par se rapprocher au point de ressembler à un couple "normal"...
