The Science of Sleep (Rüya Bilmecesi) filmi, sürekli rüya görme halinde olduğu için gündelik hayatı altüst olan Stephane Miroux adlı eksantrik bir gencin beyninin içinde gelişen eğlenceli bir romantik komedi fantezisidir. Filmin konusu kısaca şu şekilde özetlenebilir: Stéphane Miroux, canlı rüyaları nedeniyle sık sık uyanan ve bu durum, uyanık hayatını etkileyen utangaç bir gençtir. Boşanmış babasının Meksika'da vefat etmesinin ardından, Stéphane, annesine daha yakın olabilmek için Paris'e taşınır. Çocukluğunun geçtiği eve taşınır ve annesinin bulduğu, takvim yayıncılığı yapan bir şirkette çalışmaya başlar. Stéphane, yeni işinde yaratıcı bir iş olduğunu düşünerek yaptığı çizimlerin, aslında sadece dizgi işi olduğunu öğrenince hayal kırıklığına uğrar. Bir gün, yeni komşusu Stéphanie ile tanışır ve kısa sürede yaratıcı ve sanatsal bir proje üzerinde çalışmaya başlarlar. Stéphane'ın rüyaları, gerçeklikle iç içe geçmeye başlar ve izleyici, hangi olayların gerçek, hangilerinin rüya olduğunu ayırt etmekte zorlanır. Stéphane, Stéphanie'ye aşık olur ve ona icatlarını gösterir; örneğin, "bir saniyelik zaman makinesi". Stéphane'ın rüyaları, uyanık hayatını etkilemeye başlar ve gerçeklikle olan bağlantısı zayıflar. Stéphane, Stéphanie'nin ona olan duygularının gerçek olup olmadığını sorgulamaya başlar. Ayrıca, The Science of Sleep adlı, uyku ve beyin sağlığı üzerine bilimsel bir kitap ve TEDxMandurah'ta Dr. Michelle Olaithe tarafından sunulan bir konuşma da bulunmaktadır.