""하느님이 행하신 일을 보라 하느님이 굽게 하신 것을 누가 능히 곧게 하겠느냐?" - 전도서 7장 13절, "우리가 자연을 함부로 바꾸려 하지만 자연도 우릴 바꾸려 할 것이다." - 윌리암 게리린"
가까운 미래, 우주 항공 회사 가타카의 가장 우수한 인력으로 손꼽히고 있는 제롬 머로우(Vincent/Jerome: 에단 호크 분), 큰 키에 잘생긴 외모, 우주 과학에 대한 탁월한 지식과 냉철함, 그리고 완벽한 우성 인자를 갖추고 있다. 토성 비행 일정을 일주일 남겨두고 약간은 흥분을 느끼고 있는 그의 과거는 우주 비행은 꿈도꾸지 못할 부적격자 빈센트 프리만이었다. 부모님의 사랑으로 태어난 신의 아이 빈센트의 운명은 심장 질환에, 범죄자의 가능성을 지니고, 31살에 사망하는 것이었다. 빈센트의 운명에 좌절한 부모는 시험관 수정을 통해 완벽한 유전인자를 가진 그의 동생 안톤을 출산한다. 어린 시절부터 우주에 대한 남다른 관심을 가지고 있던 빈센트는 부모의 만류에도 불구하고, 우주 비행사가 되는 꿈을 펼쳐 나간다. 그러나 성인이 된 후 그는 우주 비행사가 되는 그 어떤 시험이나 면접도 통과하지 못하는 자신의 운명을 발견하고, 집을 나간다. 동생과의 수영 시합 중에 바다 한 가운데서 익사하려는 동생을 구해냈을 때 힘은 육체에서 나오는 것이 아니라 정신에서 나오는 것이다라는 믿음과 자신이 꿈을 간직한 채. 청소부 생활을 전전하던 빈센트는 어느 날 최고의 우주 항공 회사 가타카에서 청소부로 일하게 된다. 그리고 자신의 예견된 미래에 반기를 든 그는, 우주 비행사가 되기 위해 위험한 도박을 시작한다. 유전학적으로 열성인 자에게 가짜 증명서를 파는 DNA 중계인 게르만은 우성인자를 팔려고 하는 유진 머로우와 빈세트를 연결시켜 준다. 유진의 유전학적 우성인자는 빈센트가 인생에 있어 순수하게 원하던 모든 것을 이룰 수 있게 하기 때문이다. 성공을 위해서 빈센트는 피한 방울, 피부 한 조각, 타액으로 인간의 증명을 읽어내는 사회를 속여야만 한다. 물론 쉬운 것은 아니다. 그는 자신의 열성을 감추기 위해 그의 근시안, 유진과 같은 키를 맞추기 위해 고통스럽고 고문같은 수술까지도 견뎌야 했다. 유진 머로우와 빈센트 프리만의 결합을 통해 제롬 머로우는 탄생했다. 그후 당당히 가타카에 입사했고, 가타카에 같이 근무하는 아이린(Irene Cassini: 우마 써먼 분)과 사랑에 빠지는 행운까지 누리게 되는데....