Elsie Hannaway, en ung teoretisk fysiker, står overfor en rekke utfordringer i sitt profesjonelle liv. På dagtid jobber hun som adjunkt, der hun bruker tid på å vurdere laboratorier og undervise i termodynamikk, alt med mål om å oppnå fast ansettelse. Men kveldene hennes er fylt med en uvanlig sidevirksomhet; hun tilbyr tjenester som falsk kjæreste, noe som gir henne en ekstra inntekt samtidig som hun bruker sine utmerkede sosiale ferdigheter til å tilpasse seg de ulike forventningene hos kundene. Denne tilværelsen i Elsies hverdagsliv skulle vise seg å bli snudd på hodet da hun møter Jack Smith, den uimotståelige og selvsikre storebroren til en av sine klienter. Å balansere livene hennes som professor og falsk kjæreste blir ekstremt komplisert når hun blir konfrontert med en akademisk rivalisering og de utfordringene som følger med det. 'Love, Theoretically' er en sjarmerende STEM-romantikk som utforsker kjærlighetens kaos innenfor rammene av akademisk konkurranse og personlige konflikter.
