Dr. Ian Gray (Michael Pitt) is een moleculair bioloog die zich samen met zijn labpartner Karen (Brit Marling) bezig houdt met de evolutie van het oog. Na een tragische romance met een exotische jonge vrouw wordt Ians analyserende aard op de proef gesteld. De hierop volgende reeks van gebeurtenissen leidt tot een waanzinnige ontdekking die wellicht de sleutel is tot het grootste mysterie ooit.