Molekylärbiologen dr. Ian Gray (Michael Pitt) forskar om ögats utveckling tillsammans med sin labbpartner Karen (Brit Marling). Efter en tragisk romans med en ung, exotisk kvinna (Astrid Bergès-Frisbey) sätts Ians analytiska sida på prov. Det sätter igång en rad händelser som leder till en otrolig upptäckt flera år senare – något som kan vara nyckeln till livets största gåtor.