故事发生在联邦调查局，其中一个部门被称为X档案，这里存放着几十年来无法解释的超自然案件。主要角色包括特别探员福克斯·穆德（大卫·杜楚尼饰演）和档案专家丹娜·史嘉莉（吉莲·安德森饰演）。穆德对外星人及不可思议的超自然现象充满兴趣，而史嘉莉则具备科学背景，试图用理性的思维解释这些事件。

这个剧集融合了外星人阴谋、不可思议的自然现象、基因突变的怪兽、古老的咒语和传说等元素，每集都是一个独立的故事，同时又贯穿着一个复杂的剧情线索。