亞歷山大(蓋·皮爾斯 Guy Pearce 飾)博士是一位狂熱的科學愛好者,他一直想證明時間旅行是可行的,並將全部的精力都投放到了時間機器的研究中。可是一天,未婚妻的意外離世讓他悲憤不已,並加緊了時間機器的研製,希望能重返過去,拯救未婚妻的生命。時光機研製成功,亞歷山大成功穿越到了過去,親眼目睹了未婚妻的意外事故。可是無論他回到過去多少次,都沒有辦法救回未婚妻,未婚妻都會因爲各種意外事故身亡。問題,到底出在了什麼地方?亞歷山大爲了解開這個謎,將尋找答案的希望放在了過去。不停的穿越,不停的前往未來尋找答案……直到八十萬年後的地球,亞歷山大發現,人類已經進化到跟現在完全不一樣。而那時的地球上分爲了兩個派系愛好和平的伊萊人和好戰的莫洛人,爲了幫助伊萊人擺脫莫洛人的統治,亞歷山大不惜毀掉時光機,而他也發現了最終的祕密。