Le capitaine de la 12e circonscription de la police de New York et son équipe s'occupent des différents problèmes de la région et des personnes qui entrent dans la salle commune.

Après une guerre civile, qui a permis à l'Union des planètes de dominer l'espace, le capitaine Malcolm Reynolds et son équipage s'efforcent de survivre à bord du vaisseau Serenity en effectuant diverses missions, comme le transport de marchandises ou une mission de sauvetage, sans trop se soucier de la légalité.

Atteint d'un trouble du spectre de l'autisme, avec un haut niveau de fonctionnement, le Docteur en chirurgie Shaun Murphy rejoint un prestigieux hôpital de San Jose, en Californie. Isolé, il éprouve des difficultés à s'intégrer à l'équipe. Mais en mettant son incroyable don de savant au service de ses patients, ce jeune prodige finit par susciter l'admiration de ses collègues, même les plus sceptiques.