Vincent Freeman est l'un des derniers êtres « naturels » nés dans un monde conçu génétiquement : il ne possède donc pas l'ADN prérequis pour lui garantir le succès. Prêt à tout pour accomplir son rêve d'explorer l'espace, il emprunte l'identité d'un athlète biologiquement supérieur. Evitant d'être démasqué en utilisant les marqueurs génétiques de ce dernier, Vincent devient rapidement l'étoile montante de GATTACA, attirant l'attention d'une collègue mystérieuse. Mais quand un directeur de vol est sauvagement assassiné, un indice laissé sur la scène du crime menace de contrecarrer les plans de Vincent.

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