FBI探员奥莉维亚·德纳姆（安娜·托芙 饰）调查跨国航班集体离奇死亡事件时，发现前男友约翰的背叛与神秘组织"巨力公司"的关联，被迫加入超自然现象调查部门"边缘科学部"。她与精神不稳定的天才科学家沃尔特·毕舍普（约翰·诺伯 饰）及其儿子彼得（乔舒亚·杰克逊 饰）组成团队，破解"模式计划"引发的跨维度危机——包括人体自燃、记忆移植、生化病毒等科学实验失控事件，逐渐揭露沃尔特年轻时开启平行宇宙通道的黑暗往事，以及巨力公司试图操控两个世界平衡的惊天阴谋。每集独立案件串联起"观察者"跨时空监视、末日机器图纸等核心线索，构建出科学与伦理碰撞的悬疑宇宙。