I et futuristisk Japan er den unge Motoko Kusanagi (Scarlett Johansson), også kendt som ´the Major´ Mira Killian, leder af en eliteenhed, Section 9, hvis mission er at bekæmpe cyberterrorisme og teknologiske forbrydelser.Denne undercover-operationsenhed ledes af Aramaki (Takeshi Kitano) og har Batou (Pilou Asbæk) med, en tidligere soldat, der betragtes som en af gruppens mest brutale agenter.Efter en farlig mission bliver Kusanagis krop dog beskadiget, og hun gennemgår en operation, hvor hendes hjerne transplanteres ind i en robotkrop.Dette nye kunstige legeme vil give hende mulighed for at udføre overmenneskelige bedrifter, som er særligt nødvendige for hendes arbejde.Baseret på den anerkendte science fiction-saga af samme navn