Contacté par le gouvernement américain peu de temps après les tragiques évènements du 11 Septembre 2001, Harold Finch, milliardaire et informaticien de génie, a conçu la Machine : un ordinateur révolutionnaire et surpuissant capable de surveiller toute la population américaine, et de prédire d'éventuels actes de terrorisme. La Machine, cependant, s’avère plus performante que prévu, et Harold découvre bien vite qu’elle peut aussi anticiper des crimes plus traditionnels.
Confronté au désintérêt du gouvernement pour cette fonction de la Machine, Finch n’a qu’une option : prendre les choses en main. Il se tourne alors vers John Reese, ancien béret vert et agent de la CIA présumé mort, qui, depuis le décès de sa femme, vit dans les rues de New York. Ensemble, cet improbable duo va agir en marge de la loi pour seconder officieusement les forces de l’ordre dans leur lutte contre la criminalité.