Jake Foley è un tecnico informatico per la N.S.A., che segretamente desidera ardentemente una possibilità di lavorare sul campo. Le circostanze lo portano in un laboratorio top secret, nel bel mezzo di uno scontro a fuoco tra guardie di sicurezza e un sabotatore. Durante la battaglia, un flacone contenente un siero sperimentale esplode, coprendo Jake di schegge. Ma si scopre che il siero sono in realtà naniti, macchine microscopiche che guariscono le sue ferite e modificano il suo corpo.
Scoprendo i suoi nuovi poteri incredibili, Jake inizia a operare a livello atomico, possedendo una forza sovrumana, una velocità fulminea, un udito acuto, una visione ingrandita e la capacità di comunicare telepaticamente con i computer. La N.S.A. si rende presto conto che Jake è una risorsa non testata e forma un team delle Operazioni Speciali con lui al centro.
Mentre Jake finalmente realizza il suo sogno di essere un agente sul campo, deve anche fare i conti con il ritorno della sua ex fidanzata Sarah Carter, coinvolta in un'indagine del Congresso che minaccia di esporre la sua operazione.