Når fotografen Alex får et tilbud om ett års kunstnerstipend i Los Angeles, er det en sjanse hun ikke kan si nei til. Det spiller ingen rolle at samboeren Sergi må bli igjen i Barcelona og de to må sette sine planer om å få barn på vent - Alex må gripe muligheten. Dermed tyr de til Internett og Skype som et substitutt for den fysiske og mentale intimiteten som tidligere utgjorde forholdets bærebjelke. Men selv om de fortsatt kan høre og se hverandre, blir det etter hvert klart at 10.000 kilometer fortsatt er en betydelig avstand, og langsomt begynner deres respektive virkeligheter å gli fra hverandre.

Med sin utforskning av hva det har å si at moderne kommunikasjonsteknologi er i ferd med å bli en grunnforutsetning for en stadig større prosentandel av mellommenneskelige relasjoner, kan 10.000 KM sees som en slags søsterfilm til Spike Jonze's HER (2013). Men der HER taklet denne problemstillingen ved hjelp av tydeliggjørende science fiction-grep, har Carlos Marques-Marcet laget et velspilt og intelligent samtidsdrama som angriper tematikken ut fra dagens virkelighet.