I David Cronenbergs nye sci-fi-thriller er menneskeheden begyndt at tilpasse sig sine syntetiske omgivelser gennem nye transformationer og mutationer. Den celebre performancekunstner Saul Tenser (Viggo Mortensen) og hans partner Caprice (Léa Seydoux) optræder med at fremvise Tensers indre organers spektakulære metamorfoser. En dag opsøges de af manden Lang Dotrice (Scott Speedman), der vil overtale dem til at bruge liget af sin døde søn i én af deres performances. Langsomt begynder Tenser og Caprice at forstå, at svaret på gåden omkring Tensers egne organers mystiske forvandlinger måske skal findes i den døde dreng.