Serien følger to FBI-agenter – Fox Mulder, spillet af David Duchovny, og Dana Scully, spillet af Gillian Anderson – i deres undersøgelser af usædvanlige sager, der ofte er af en paranormal natur. F.eks. sager om folk, der er blevet bortført af rumvæsener, eller folk der har været i kontakt med overnaturlige mennesker og andre skabninger.

Lægen Lucien Blake har overtaget sin fars praksis og arbejder også som retsmediciner. Hans utraditionelle metoder falder ikke altid i god jord hos det lokale politi.

Oceanic Flight 815 – et kommercielt fly fra Sydney, Australien til Los Angeles, USA – styrter ned på en tropisk Stillehavsø. De 48 overlevende havner på en ø med mange hemmeligheder, må de holde sammen hvis de nogensinde skal komme hjem i live.