Sendo um dos últimos seres humanos “naturais” nascido em um mundo geneticamente concebido, Vincent Freeman (Ethan Hawke) não possui nenhum DNA selecionado para lhe garantir o sucesso. Desesperado para realizar o seu sonho de explorar o espaço, Vincent resolve assumir a identidade do ex-atleta Jerome, considerado geneticamente superior (Jude Law), que ficou aleijado após um atropelamento. Para evitar ser descoberto Vincent usa amostras de sangue, urina, pele e cabelos de Jerome para passar nos testes genéticos, e se torna um dos experts da Estação de Pesquisas Espaciais Gattaca. Ele chama a atenção de uma atraente colega de trabalho (Uma Thurman), mas quando um diretor do vôo é brutalmente assassinado, um cílio deixado na cena do crime ameaça acabar com os planos de Vincent.