En 1899, le jeune physicien new-yorkais Alexander Hartdegen nage en plein bonheur. Il a en effet rencontré la femme de sa vie, la belle Emma. Un soir, dans le cadre romantique de Central Park, il décide de lui demander sa main. Mais un malfrat se jette sur eux pour les détrousser. Emma refuse de céder face à la menace et est mortellement blessée. Ne parvenant pas à se remettre de la disparition de la jeune femme, Alexander décide de consacrer ses recherches à la réalisation d'une machine à voyager dans le temps. Il espère ainsi modifier le passé et sauver Emma de son funeste sort.