亚历山大（盖·皮尔斯 Guy Pearce 饰）博士是一位狂热的科学爱好者，他一直想证明时间旅行是可行的，并将全部的精力都投放到了时间机器的研究中。可是一天，未婚妻的意外离世让他悲愤不已，并加紧了时间机器的研制，希望能重返过去，拯救未婚妻的生命。

时光机研制成功，亚历山大成功穿越到了过去，亲眼目睹了未婚妻的意外事故。可是无论他回到过去多少次，都没有办法救回未婚妻，未婚妻都会因为各种意外事故身亡。问题，到底出在了什么地方？亚历山大为了解开这个谜，将寻找答案的希望放在了过去。

不停的穿越，不停的前往未来寻找答案……直到八十万年后的地球，亚历山大发现，人类已经进化到跟现在完全不一样。而那时的地球上分为了两个派系爱好和平的伊莱人和好战的莫洛人，为了帮助伊莱人摆脱莫洛人的统治，亚历山大不惜毁掉时光机，而他也发现了最终的秘密。