如果时光可以倒流，我们想如何重走过去的路？如果时光可以穿棱，我们是否想去遥远的未来？有一些科学家，一直为这个人类的梦想不懈努力着。亚历山大·哈德金博士(盖·皮尔斯 饰) 是美国哥伦比亚大学的副教授，1895年，他已人近中年，虽然在学校他并不受校长待见，但多年来他一直有一个梦想，那就是做一部跨越时间的时光机，让人们可以自由穿棱在任何时代。

经过无数次试验和持之以恒的努力，哈德金的时光机终于启动了，他带着自己的梦想遨游在时间隧道里，世界变迁正以惊人的速度，像一幅幅画卷在他面前一闪而过，他抵达了2005年的纽约，但却发现往日的图书馆已成了虚拟的人机互访系统，人们正在热烈地讨论在要月亮上建立新殖民地，他大吃一惊，赶紧来到了2007年一探究竟，但等待他的却是他从没见过的大月亮，原来殖民计划给月亮造成了巨大的伤害，月亮很快坠入了地球。它的碎片撞击着纽约的曼哈顿，路人四散而逃，躲进了防空洞。亚历山大立即来到遥远的802701年，在这里，他遇到了帮助他的朋友，在经历了生死劫难后，意外发现了莫洛克人和伊洛人背后的邪恶秘密。