W wyniku katastrofy ludzkość została zmuszona do zejścia pod ziemię. Światem rządzą bezduszne komputery, które skutecznie wyeliminowały wszystkie ludzkie odruchy. Wszyscy mieszkańcy nowego świata wyglądają identycznie. Funkcja jednostki została sprowadzona do bycia cząstką organizmu społecznego. Para bohaterów, THX 1138 i jego partnerka - LUH 3417, buntuje się przeciwko panującemu systemowi. Powoli zaczynają się w nich budzić nieznane uczucia, odkrywają czym jest miłość, rozkosz fizyczna. Czeka ich za to surowa kara.
