Dans un Japon futuriste régi par l'Internet, le major Motoko Kusunagi, une femme cyborg ultra-perfectionnée, est hantée par des interrogations ontologiques. Elle appartient, malgré elle, à une cyber-police musclée dotée de moyens quasi-illimités pour lutter contre le crime informatique. Le jour où sa section retrouve la trace du « Puppet Master », un hacker mystérieux et légendaire dont l'identité reste totalement inconnue, la jeune femme se met en tète de pénétrer le corps de celui-ci et d'en analyser le ghost (élément indéfinissable de la conscience, apparenté à l'âme) dans l'espoir d'y trouver les réponses à ses propres questions existentielles…