Bazat pe bestsellerul New York Times, Ipoteza iubirii urmărește povestea lui Olive, o doctorandă care, dintr-un impuls, îl sărută pe cel mai intimidant profesor din departamentul de facultate, Adam Carlsen. Nevoia reciprocă a celor doi de a avea o relație de fațadă se transformă într-un experiment de care ar putea descifra secretul iubirii.