El Dr. Ian Gray (Michael Pitt), es un biólogo molecular que estudia la evolución del ojo. Ian cree en las pruebas, en los datos. Por el contrario, la espiritualidad se guía por la fe, que es creer en algo sin ninguna prueba. En una fiesta nocturna, Ian conoce a una misteriosa mujer enmascarada con unos ojos asombrosos, pero después de su breve encuentro, ella desaparece antes de decirle su nombre. Con un poco de investigación y una serie de extraordinarias coincidencias, Ian consigue dar con la joven, cuyo nombre es Sofi (Astrid Bergès-Frisbey), que resulta ser totalmente diferente a Ian; es una joven exótica, un espíritu libre. Pero los opuestos se atraen y comienzan un intenso romance. A medida que sus investigaciones continúan junto a su compañera de laboratorio, Karen (Brit Marling), descubren algo sorprendente con implicaciones de amplio alcance que complican sus creencias científicas y espirituales. Tras un terrible accidente cuando se iba a casar con Sofi, Ian emprende un viaje por medio mundo, en el que arriesga todo lo que sabe para validar su teoría, que le llevará a la India.
