美国FBI探员福克斯·穆德（大卫·杜楚尼 David Duchovny 饰）童年时曾经历一起离奇神秘的绑架案，他的妹妹萨曼莎在睡梦中被外星人劫持，至今下落不明。从此穆德便专注于神秘事件的研究，并专门负责FBI总部的X档案部门。因穆德行事乖张，难以驾驭。FBI高层从联邦调查局学院调来女性探员黛娜·斯科莉（吉莲·安德森 Gillian Anderson 饰），表面上是协助穆德工作，实际上是希望这名崇尚科学的理性探员能够制约穆德的行为。两人最初的合作并不理想，完全不同的思维模式时刻导致争论的爆发。但随着各种离奇案件的出现以及两人交往的加深，穆德和斯科莉最终变成可以为对方出生入死的可靠伙伴……

表面上看来，麦克斯（杰西卡·阿尔芭 Jessica Alba 饰）是一名十八岁的普通快递员，但实际上，经过基因改造而成为了超级武器的她曾是美国秘密组织基因改造兵团中的一员。麦克斯因为超常的战斗能力而被军方禁锢，之后，无法忍受如同囚徒一般的生活的她以身试险逃出了基地，回归到了自由的生活之中。 　　一次偶然中，记者罗根（迈克尔·韦瑟利 Michael Weatherly 饰）识破了麦克斯的真实身份，以此为要挟，罗根要求麦克斯利用自己的能力帮助他做一些“除暴安良”的秘密工作。与此同时，美国政府一直都没有放弃过对麦克斯的追踪和追捕。身处如此险境，腹背受敌的麦克斯会有这怎样的命运呢？