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.

Historien om Stargate SG-1 begynder omkring et år efter begivenhederne i spillefilmen, da USA's regering erfarer, at en gammel rumvæsenenhed kaldet Stargate kan få adgang til et netværk af sådanne enheder på et væld af planeter. SG-1 er et elite-flyvevåbens specialoperationshold, et af mere end to dusin hold fra Jorden, der udforsker galaksen og forsvarer sig mod rumvæsenstrusler såsom Goa'uld, Replikatorer og Ori.

Da Sarah er vidne til en kvindes selvmord, og kvinden ligner hende selv på en prik, overtager hun den afdødes identitet – og åbner for en verden af hemmeligheder.