Llegado el año 2032 las máquinas de alta tecnología como los cyborgs (criaturas con cuerpo mecanizado y espíritu humano) y las muñecas (robots totalmente mecanizados) conviven con los seres humanos que han olvidado su propia identidad. La trama comienza cuando una muñeca creada para satisfacer sexualmente a su dueño funciona erróneamente y lo asesina. El caso es destinado a la unidad anti-terrorista secreta del gobierno 'Public Security Section 9' donde trabaja Batou, un cyborg detective que únicamente tiene de humano el recuerdo de una mujer llamada Major.
La obra de Mamoru Oshii sobre alta tecnología de ciencia ficción propone al espectador reflexionar sobre cuestiones filosóficas como la conciencia humana, el alma o la necesidad del ser humano por crear una máquina que se le parezca. Las respuestas a estas preguntas llevarán a la verdad del crimen y puede que al significado de la vida.
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