《超时空恋爱》是一部关于战后幸存者坠入情网的浪漫喜剧。它的主角是两个核时代出生的孩子--一个是聪明摩登、愤世嫉俗的洛杉矶女郎；另一个是从1962年就生活在防空洞里、天真纯洁的年轻男子。布兰登·弗雷泽饰演亚当，一个跟不上时代的男人。艾莉希娅·西尔维斯通饰演夏娃，一位时代女性。
在那个极端的“缩下去躲起来”年代，亚当意外地出生在其父母后院的地下铁堡里
。他的父亲卡文·韦伯(弗·沃肯饰)是一个聪明而偏执的科学家，母亲海伦(西·斯贝塞克饰)是一个漂亮的城市妇女。亚当的奇特身世是由一次错误造成的。在令人恐惧的"古巴导弹危机"期间，韦伯一家误将一架坠毁在他们家院子里的飞机当作是进攻的核导弹。于是，他们举家迁入精心建造的防空洞，以等待辐射污染的结束。35年来，亚当就在杰基·格利森的电影，佩里·科莫的音乐以及对地面生活的向往中长大。他的父亲教他科学、棒球等知识，而他的母亲教他舞蹈、礼仪和追求女孩。同时，他一直在等待看见天空的机会。
另一方面，夏娃在飞速变化的洛杉矶长大，成为了一个具有怀疑精神、知道如何生存以及对爱情很不确定的女性。她的生活就是一系列麻烦的工作、肤浅的男友和短暂的希望。
现在，亚当将要第一次离开地下的安全堡垒，去面对90年代复杂的世界，而夏娃也开始追求一种新的生活。当韦伯家防空洞的时间控制锁最终打开时，亚当被派出去采补储备物品，并在帕萨迪纳找一个漂亮的没有变异的女孩来"延续人类的后代"。
亚当在新世界里的搜寻之旅充满了倒霉的事。他碰到了流浪汉，去了成人书店和超级市场，最后遇到了夏娃。起先，她简直不敢相信这个说“女士陛下”，把皱面条纹薄织夹克当成时髦，并且从来没见过彩电的男人。但是随着夏娃越来越多地了解亚当心胸开阔、幽默乐观和纯真善良的一面时，她发觉自己竟渐渐地坠入情网……
但问题是：他们俩在现实世界中能找到幸福吗？他们之间的爱情火花会让亚当回到地下吗？
