Dans un futur proche, où les progrès de la génétique permettent désormais de donner naissance à des êtres parfaits. Au contraire de son frère Anton, être parfait, Vincent Freeman a été conçu naturellement, avec ses faiblesses, dont une insuffisance cardiaque. Considéré comme "invalide", il est condamné à n'occuper que des emplois subalternes. Ce qui ne l'empêche pas d'entretenir un rêve de voyage dans l'espace. Avec l'aide d'un "valide" devenu paralytique à la suite d'un accident, Jerome Eugene Morrow, auquel il emprunte son identité génétique, Vincent passe avec succès les tests de recrutement du centre de recherches spatiales de Gattaca…