인간의 기억을 지배하는 가상현실, 매트릭스 2199년. 인공 두뇌를 가진 컴퓨터(AI: Artificial Intelligence)가 지배하는 세계에서 인간을 가축처럼 인공 자궁(子宮: 인큐베이터)에서 재배해 에너지원으로 활용하는 끔찍한 시대다. AI에 의해 뇌세포에 ‘매트릭스’라는 프로그램(내용은 1999년의 가상 현실)을 입력당한 인간은, 매트릭스 프로그램에 따라 평생 1999년의 가상 현실을 살아간다.
프로그램 안에 있는 동안 인간의 뇌는 AI의 철저한 통제를 받는다. 인간이 보고 느끼는 것들은 항상 그들의 검색 엔진에 노출되어 있고, 인간의 기억 또한 그들에 의해 입력되고 삭제된다. 그러나, 이러한 가상 현실 속에서 진정한 현실을 인식할 수 있는 인간은 없다. 매트릭스 밖은 가상 현실의 꿈에서 깨어난 유일한 인간들이 생존해 있는 곳.
한편, AI의 인큐베이터에서 탈출해 인류의 구원자를 찾아나선 사람들이 있는데, 바로 모피스(로렌스 피쉬번 분)를 리더로 한 일단의 해커들. 그들은 광케이블을 통해 매트릭스에 침투하고 매트릭스 프로그램을 응용해 자신들의 뇌 세포에 각종 데이터를 입력한다. 그들의 당면 목표는 인류를 구원할 영웅을 찾아내는 것. 그들은 AI 통제 요원들의 삼엄한 검색망을 뚫고 매트릭스 안에 들어가 드디어 오랜 동안 찾아헤매던 ‘그’를 발견한다.
‘그’는 유능한 컴퓨터 프로그래머, 토머스 앤더슨( 키누 리브스 분). 낮에는 평범한 회사원으로 살아가지만, 밤마다 네오(Neo)라는 이름으로 컴퓨터 해킹에 나서는 그는 모피스와 그의 동료인 매혹적인 여인 트린(캐리-앤 모스 분)에게서 조심스레 매트릭스에 대한 단서를 얻는다.
알 수 없는 두려움 속에서 매트릭스의 실체를 추적해 나가는 네오는 마침내 또다른 숨겨진 세계, 매트릭스 밖의 우주를 만나 가상 현실의 꿈에서 깨어난다. 그리고 AI에게 양육되고 있는 인간의 비참한 현실을 확인하고 매트릭스를 탈출한 네오는 모피스의 도움으로 컴퓨터 프로그램 훈련을 통해 사이버 전사로 거듭난다.
한편, 모피스의 동료 중 사이퍼(죠 팬토리아노 분)는 끊임없는 기계들의 위협과 공격으로 인한 두려움을 견디지 못하고, 다시 매트릭스 안의 가상 현실로 들어가기 위해 동료들을 배신한다. 네오와 모피스 일행이 매트릭스 안에 잠입한 사이, 사이퍼는 광케이블을 교란시켜 그들이 매트릭스에서 빠져나올 출구를 봉쇄해 버리자, 네오 일행은 엄청난 괴력을 지닌 해커 제거반과 사투를 벌인다.
