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，并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，并加緊了時間機器的研制，希望能重返過去，拯救未婚妻的生命。時光機研制成功，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，未婚妻都會因為各種意外事故身亡。問題，到底出在了什么地方？亞歷山大為了解開這個謎，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……直到八十萬年后的地球，亞歷山大發現，人類已經進化到跟現在完全不一樣。而那時的地球上分為了兩個派系愛好和平的伊萊人和好戰的莫洛人，為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秘密。