Au milieu de l'Atlantique, un navire américain est approché par un objet volant non-identifié. Le docteur Molly Anne Caffrey, analyste de l'inattendu, est immédiatement contactée par la Sécurité Nationale pour activer le plan Threshold, un protocole d'urgence prévu par le gouvernement en cas de présence extraterrestre. Sous la responsabilité de J.T.Baylock, Molly prend la direction d'une équipe de spécialistes afin d'analyser le phénomène et de déterminer s'il constitue une menace pour l'humanité...

Après avoir été criblé de balles et alors qu'il avait disparu en mer, Gunneson réapparaît au domicile de Molly et tente de la tuer avant de s'éclipser à nouveau. Le microbiologiste de l'équipe a pu déterminer que le signal émis par l'objet extraterrestre engendre une modification de l'ADN. Or Molly, Cavennaugh et Lucas ont eux-aussi été touchés par ce signal en visionnant une vidéo tournée à bord du navire...

Exposés au film vidéo du signal extra-terrestre, Molly, Cavennaugh et Lucas passent des examens complets ! Leur état semble normal à l'exception d'ondes cérébrales un peu perturbées... Les quartiers où habitent les membres de l'équipage du navire sont sous surveillance. Ils espèrent mettre la main sur les personnes exposées au signal à bord du bateau. Une caméra de surveillance a filmé une bagarre dans un fast-food. Un homme est retrouvé peu après dans la réserve la tête ayant implosé...

Caffrey est informée qu'un patient s'est échappé d'un asile psychiatrique dans l'Ohio après avoir fait deux vicitimes. Dans la chambre du fugitif sont trouvées des dessins de la forêt de verre ! Pour savoir si ce patient a pu être contaminé par le signal extraterrestre, la jeune femme se rend sur le terrain accompagnée de Cavennaugh et de son équipe d'intervention...

Threshold est informé qu'un des infectés, Daniel Park, vient d'échapper à la police de Baltimore, alors qu'il tentait de voler avec son gang des puces informatiques. Un policier est mort en essayant d'arrêter Park et la police de la ville est prête à tout pour retrouver celui qui a tué l'un des leurs. L'équipe de Threshold doit retrouver le fugitif avant la police...

L'équipe de Threshold se rend à Miami où le signal a infecté des jeunes lors d'une Rave. Si la majorité de la foule s'est sauvée avant l'arrivée de la police, certains sont hospitalités car ils semblent avoir mal réagis au signal. Les rues de Miami seraient-elles désormais hantées par des centaines d'infectés ? Molly et Cavennaugh tentent de retrouver le DJ de la soirée...

Threshold est informé que plusieurs auditeurs d'une émission de radio de Rhode Island ont raconté avoir fait le même rêves à propos d'arbres de verre. Informée que des informations confidentielles ont filtré dans la presse, Molly préfère rester sur place avec Cavennaugh pour tenter de régler l'affaire des fuites. Elle envoie Lucas et Ramsey à Rhode Island pour mener l'enquête...

Un des deux agents, qui surveillaient, dans l'Indiana, la maison de la mère de l'un des membres disparus du Big Horn, a disparu ! Cavennaugh et Molly se rendent sur place pour savoir ce qu'il se passe... Dans le même temps, l'équipe de Threshold, ne pouvant pas empêcher les fragments du bateau atteindre les côtes, décide d'aller à la source pour découvrir ce dont il est question...

Threshold a vent de trois cas ressemblant à des contaminations à Washington même. Trois femmes différentes dans un rayon de 8 km potentiellement infectées ! Il leur faut vérifier que les femmes en question ont bien été en contact avec le virus alien, les isoler pour éviter tout autre contamination et trouver la source de l'attaque. Que peuvent-elles bien avoir en commun ? Cavennaugh îdentifie l'une d'elle qu'il a vu dans ses rêves...

Après une tentative d'évasion au centre Threshold, l'équipe organise le transfert des contaminés dans un lieu de détention mieux sécurisé. Un agent de sécurité, infecté par le virus, passe un pacte avec Molly : il l'aidera à décrire l'évolution de sa contamination à condition qu'elle le tue lorsqu'il sera devenu comme les autres personnes infectées...

A son tour, Lucas a été contaminé par l'ADN extraterrestre après avoir mangé un aliment infecté ; il assiste, impuissant, à sa propre mutation génétique. Molly et son équipe mettent tout en oeuvre pour contrer le plan du Capitaine Manning et éviter une contamination massive par la nourriture...

Un mystérieux meurtrier exécute des personnes infectées par le virus, mais aussi des humains faiblement touchés par signal extraterrestre comme Molly et Cavennaugh. L'enquête révèle que le tueur a également été exposé au virus.