Serial opowiada o grupie osób prowadzących badania nad zjawiskami paranormalnymi. W jej skład wchodzą Agentka FBI Olivia Dunham, nadzwyczaj inteligentny, młody mężczyzna Peter Bishop, oraz jego ojciec Doktor Walter Bishop, . Oprócz rozwiązywania zagadek zjawisk paranormalnych, badają oni aspekty nauki alternatywnej (telepatia, lewitacja, niewidzialność, mutacja genetyczna itp.). Na całym świecie występuje seria zbiorowych eksperymentów, znanych jako "Wzorzec" (w którym np. noworodek umarł ze starości kilka godzin po narodzinach, lub ludzie uwięzieni w autobusie za pomocą substancji przypominającej bursztyn) i nie są znane powody ich wykonywania. Olivia, Peter i Walter mają za zadanie zbadanie tych dziwnych wydarzeń oraz ustalenie źródła ich pochodzenia. Massive Dynamic jest firmą, która jest połączona ze "Wzorcem" i jest największą korporacją na świecie zajmującą się zaawansowanymi badaniami przy użyciu nowoczesnych technologii, które nie są ogólnodostępne i powszechnie znane. Oprócz tego Massive Dynamic posiada wiele własnych patentów, które kilkukrotnie przewyższają możliwościami powszechnie stosowane urządzenia.