Neste filme fíxose popular o "bullet time" (tempo bala), técnica que consiste en aparentar que se conxela a acción mentres a cámara segue movéndose arredor da escena. O efecto visual conséguese empregando múltiples cámaras que gravan a acción dende distintas posicións a unha cantidade elevada de fotogramas por segundo. Posteriormente intercálanse os fotogramas de cada unha das cámaras. Está categorizada como unha película de Cine Geek.
Thomas A. Anderson (Keanu Reeves) de día é programadorinformático e polas noites un hacker que utiliza o alcume de Neo. Pasase a vida buscando a unha persoa, Morfeo, (Laurence Fishburne), e a resposta a unha pregunta: «Que é Matrix?»
Morfeo e os seus, ó decatarse de que os seus inimigos están buscando a Neo, deciden entrar en contacto con el. Outra hacker, Trinity (Carrie-Anne Moss), condúceo ata Morfeo e a resposta que busca. Pero para obtela debe renunciar á súa vida anterior e a todo o que coñeceu ata entón. Acepta e traga unha pílula vermella, en vez doutra azul que suporía quedar como estaba.
Neo descobre que o mundo no que cría vivir non é máis ca unha simulación virtual á que se atopa conectado mediante un cable enchufado no seu cerebro. Os miles de millóns de persoas que viven conectadas ó seu arredor, están sendo cultivadas do mesmo modo para poder dar enerxía ás máquinas. Esta ilusión colectiva (ou simulación interactiva) é coñecida como Matrix.
O grupo de rebeldes do mundo real que lidera Morfeo rescata a Neo da colleita de persoas onde se atopaba preso, e Morfeo explícalle en que consiste a realidade: atópanse presto do ano 2199 e a humanidade está escravizada polas máquinas, que tralo desenvolvemento da Intelixencia artificial (IA) se rebelaron contra a humanidade. Debido a que os seres humanos deterioraron o ceo (privando ás máquinas da enerxía solar que necesitaban), agora empregan á especie humana como fonte de enerxía (cultivándoos en grandes campos, onde son resgardados en cámaras). (Véxase The Second Renaissance de Animatrix para unha explicación máis detallada).
Morfeo cóntalle tamén a Neo que cre que el é o elixido. Este elixido, segundo a profecía, será o encargado de liberar a humanidade da escravitude á que está sometida. Ademais, será quen de cambiar Matrix á súa vontade e dar a vitoria ós humanos. Estes teñen a súa base en Sión (cidade subterránea bastión da resistencia humana).
O mundo virtual de Matrix convértese no campo de batalla onde Neo ten que combater contra os axentes de Matrix, que son uns programas en forma humana capaces de posuír a calquera habitante de Matrix que a resistencia non liberara, e en particular contra o temible axente Smith (Hugo Weaving). Estes intentan impedir que os rebeldes rescaten ás persoas que están conectadas, xa que están programados para capturar a calquera intruso que altere a realidade de Matrix. Neste mundo virtual, os seres humanos que son conscientes da verdadeira esencia do que lles rodea, son capaces de desafiar parcialmente as leis físicas e realizar fazañas asombrosas.
