Aşkın Algoritması'nda, Cole (Ewan McGregor) teknoloji tabanlı romantik araçlar sunan bir şirkette çalışan bir yapay zeka mühendisidir. Bu şirketin ilk keşfi, başarılı bir ilişki olasılığını belirleyen bir algoritmadır; en son projesi ise mükemmel ruh eşi olmak için tasarlanan yapay insanlar olur. Cole, aynı şirkette çalışan bir başka mühendis olan Zoe (Léa Seydoux) ile bir ilişki yaşar ancak ilişkileri şirketin bilimsel ürünleriyle iç içe geçer. Android robotlardan Ash de Zoe’ye ilgi duymaya başlamıştır. Bu durum Zoe’nin bazı gerçeklerle yüzleşmesine yol açar.