Trong bộ phim, đặc vụ FBI Fox Mulder (David Duchovny) do muốn tìm lại người em gái mất tích của mình, đã dấn thân vào điều tra tại "X-files" với niềm tin rằng em gái của anh đã bị bắt cóc bởi người ngoài Trái Đất. Mulder rất tin tưởng vào sự tồn tại của người ngoài Trái Đất trong khi người tham gia điều tra cùng Fox Mulder là đặc vụ Dana Scully (Gillian Anderson). Ban đầu, Scully không tin vào những điều mà Fox Mulder nói, nhưng với những bằng chứng cụ thể cùng với những vụ án thực tế cô và Mulder trải qua, dần dần Scully đã tin vào những hiện tượng kỳ bí. Tuy nhiên, tới cuối phim thì nhân vật Fox Mulder xuất hiện ít hơn và có thêm sự xuất hiện của một nhân vật chính khác là đặc vụ John Doggett (Robert Patrick). Tới phiên mình, John Doggett lại nghi ngờ tính xác thực của các vụ án trong X-files và lúc này, chính đặc vụ Scully là người đã khiến cho John Doggett dần dần tin vào X-files

Phim là câu chuyện về những con người sống sót trên chuyến bay Oceanic Airlines Flight 815 từ Sydney đến Los Angeles. Máy bay của họ rơi xuống một hòn đảo kỳ bí đâu đó ở Nam Thái Bình Dương với những hiện tượng không thể giải thích được. Xuyên suốt bộ phim là quá trình tìm kiếm đường trở về của những người sống sót, thông qua đó khám phá điều bí ẩn của hòn đảo và The Others - Một nhóm người đã ở trên đảo từ trước.

Một đội điều tra viên pháp y của Las Vegas được đào tạo để giải quyết các vụ án hình sự bằng cách lùng sục hiện trường vụ án, thu thập bằng chứng không thể chối cãi và tìm ra những mảnh ghép còn thiếu để giải quyết bí ẩn.

Đặc vụ Bauer làm việc cho tổ chức Counter Terrorist Unit (tạm dịch là Đơn vị chống khủng bố) tại Los Angeles. Bauer là một đặc vụ đầy kinh nghiệm và thành thạo trong cách tiếp cận cũng như tra khảo những đối tượng khủng bố nguy hiểm, nhưng đôi khi những cách này cũng rất tàn bạo. Hầu hết trong suốt cả loạt phim, yếu tố cốt truyện chính diễn ra giống như một bộ phim về chính trị. Còn cốt truyện điển hình trong phim là Bauer luôn phải chạy đua với thời gian trong nỗ lực ngăn chặn nhiều âm mưu khủng bố khác nhau bao gồm: âm mưu ám sát tổng thống, vũ khí hủy diệt hàng loạt, khủng bố bằng vũ khí sinh học, tấn công mạng Internet,... cũng như những âm mưu đối phó với chính phủ và tham nhũng.