大衛（喬尼·維斯頓飾）在整理父親遺物時發現了一臺攝像機和記載時光機器設計的圖紙，震驚之余召集妹妹克里斯蒂娜（維吉尼亞·加德納飾）、好友坤恩（山姆·勒納飾）與亞當（艾倫·伊萬格力斯塔飾），以及暗戀對象杰西（索菲亞·布萊克-德埃利亞飾）共同完成建造。團隊通過這臺機器反復穿越時空，修正過往遺憾并實現個人愿望，卻逐漸察覺時間線紊亂引發的連鎖反應——現實世界開始出現包括火山噴發、建筑物坍塌在內的異常現象。當科學家父親遺留的警告信息揭示時空崩潰危機后，眾人在最后一次穿越中選擇摧毀機器核心裝置以穩定時間線。影片最終定格于大衛獨自留在1992年時空點的模糊暗示，以及原世界中眾人恢復正常的校園生活場景。