時光機器講述的是：
1895年，紐約，哥倫比亞大學的副教授亞曆山大·哈德金博士，人近中年卻仍抱有著孩童一般的好奇心和求知欲，滿腦子旁人看來稀奇古怪的理論。這些理論從來得不到校長的賞識，總是被看作“不切實際的幻想"而打入冷宮。縱使如此，亞曆山大還是決定自行建造一部時間機器來向世界證明--人類完全可以在時空中穿梭旅行。
為了避免冒然改變過去所可能造成的邏輯混亂和時空崩塌，哈德金全力著手飛向未來的計劃。整個建造過程都進展得非常順利，親手建造的機器終於完美地啟動，時間如流水般劃過，世界以驚人的速度變化，時間旅程展現出一幅幅奇麗而又壯觀的景象。時間機器載著他成功地抵達了第一個目的地--2005年的紐約。
時間機器的降落地點已經不是他出發時的實驗室，紐約周遭環境的改變更是讓他大吃一驚。公眾圖書館變成了徹底的虛擬真人交互式訪問係統（保守的評價，這在2002年的今天看來，仍有些過於“科幻"）。人們所熱衷談論的，是關於在月亮上建立新殖民地的雄偉計劃。受到科學家本能的好奇心趨使，亞曆山大迫不及待地動身前往另一個未來--2007年。的確，沒有什麽比看到人類成功殖民月球更激動人心的了。
誰也沒有料到，在未來等待著他的是如此難以想象的險境。人類的殖民計劃出了大問題，肉眼就可以察覺天空中的月亮已經變得比過去大得太多。事實上殖民計劃給月亮帶來不可逆轉的傷害，月球的運行軌道正在下降，很快將墜入地球。來自月亮的碎片轟擊著紐約的曼哈頓區，人們匆忙逃入建立在地下的防空洞中想躲過這場大災難……
為了逃離可怕的地球生物浩劫，亞曆山大調整他的機器來到年代更加久遠的802701年。當然，跨越一個冰河紀的地球早已徹底改變了模樣。不過人類頑強的生命力似乎使一部分人熬過了浩劫，生存下來。例如他首先遇到的，和平、友好、溫和有禮貌的伊洛(Eloi)人。不過就在亞曆山大以為地球的一切已經恢複了正常的時候，他們卻又遭遇到穴居地底、近乎於怪獸、以捕獵伊洛人為生的莫洛克(Morlock)人。
為了解救被莫洛克人擄走的伊洛人瑪拉（Mara），亞曆山大隻身犯險，前往尋找莫洛克人的巢穴。在路上他得到了生化機械人沃克斯（Vox）的幫助，來到了被奉為神聖遺跡的紐約地下鐵。在這個充滿諷刺的地方，亞曆山大卻發現了隱藏在莫洛克人和伊洛人背後的邪惡秘密！
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