Vincent Freeman (Ethan Hawke) est l'un des derniers êtres "naturels" nés dans un monde conçu génétiquement ; il ne possède donc pas l'ADN pré-requis pour lui garantir le succès. Prêt à tout pour accomplir son rêve d'explorer l'espace, Vincent prend l'identité d'un athlète génétiquement supérieur (Jude Law). Evitant d'être démasqué en utilisant les marqueurs génétiques de l'athlète, Vincent devient rapidement l'étoile montante de Gattaca Aérospatial, attirant l'attention d'une collègue des plus étonnantes (Uma Thurman). Mais quand un directeur de vol est sauvagement assassiné, un indice laissé sur la scènes du crime menace de contrecarrer les plans de Vincent.