O Teorema Zero conta a história de Qohen Leth (Christoph Waltz), um excêntrico e recluso hacker, que é convocado por uma misteriosa empresa para resolver o Teorema Zero, uma fórmula capaz de determinar o verdadeiro sentido da vida.

Seu objetivo porém é constantemente atrapalhado pela sexy Bainsley (Mélanie Thierry) e de Bob (Lucas Hedges), filho da sombria figura que comanda essa empresa (Matt Damon).