Vincent Freeman (Ethan Hawke) er en af de sidste naturlige mennesker i den genmanipulerede verden, så han har ingen af de forudbestilte gener, der sikrer succes. Han er desperat efter at virkeliggøre sin drøm om at udforske rummet, og påtager sig derfor en genmanipuleret superatlet´s (Jude Law) identitet.
Vincent undgår at blive opdaget ved at bruge atletens genetiske markører og får både en succesrig karriere hos Gattaca Aerospace og opmærksomhed fra en af sine underskønne kolleger (Uma Thurman). Men da en flyveleder bliver brutalt myrdet, truer et spor på gerningsstedet med at sænke Vincents planer i grus.
