Bộ phim giành được 4 giải Oscar dành cho Biên tập phim xuất sắc, Biên tập âm thanh xuất sắc, Kỹ xảo xuất sắc và Âm thanh xuất sắc.The Matrix để lại ảnh hưởng to lớn đối với những phim hành động ra đời sau năm 1999 ở Hollywood.Nó đã khởi xướng trào lưu sử dụng một hiệu ứng hình ảnh mang tên bullet time - cho phép người xem chứng kiến một hành động đang diễn ra ở tốc độ chậm trong khi máy quay dường như di chuyển xung quanh hiện trường ở tốc độ bình thường.

Một lập trình viên tên Thomas A. Anderson (Keanu Reeves)lam việc trong một công ty điện toán tên tuổi còn là một hacker với biệt danh Neo. Neo thường đột nhập vào các hệ thống an ninh mạng, sau nhiều lần như thế, anh gặp gỡ một nhóm hacker bí ẩn. Họ thường giới thiệu với anh về một thuật ngữ: Ma trận. Thủ lĩnh của nhóm này là Morpheus (Laurence Fishburne), người đàn ông hứa sẽ cho anh cơ hội để tìm ra sự thật về thế giới mà anh đang sống. Trong buổi gặp gỡ trực tiếp, Morpheus yêu cầu Neo nuốt một viên thuốc màu đỏ. Anh làm theo và rơi vào trạng thái vô thức. Khi tỉnh dậy, chàng thấy mình nằm trong một phòng đầy chất lỏng, còn thân thể anh được nối với một cỗ máy khổng lồ bên ngoài căn phòng bằng hàng chục sợi dây điện.

Vào đầu những năm thế kỷ 21,con người đã đạt đến đỉnh cao của khoa học khi đã tạo ra được AI(trí thông minh nhân tạo),từ bộ não này có thể tự sản sinh ra vô vàn các cỗ máy siêu việt đủ chủng loại khác. Con người dần mất kiểm soát ,và quyền lực vào tay những cỗ máy khi chúng càng ngày càng trở nên hùng mạnh. Chiến tranh nổ ra,cuộc chiến giữa con người và máy móc. Nhưng rồi con người đã thua trong cuộc chiến này và trái đất đã hoàn toàn thuộc sự thống trị của những cỗ máy thông minh.Trong lỗ lực cuối cùng, các nhà khoa học đã tạo ra những đám mây đen dày đặc để ngăn chặn ánh sáng mặt trời, nguồn cung cấp năng lượng cho người máy. Để đối phó, người máy sử dụng nguồn cung cấp năng lượng mới: con người. Chúng nuôi hàng triệu người trong các phòng thí nghiệm rồi thu hoạch thân nhiệt và điện sinh học từ cơ thể họ.

Thế giới mà Neo đang sống chính là Ma trận, một thế giới giả lập mà người máy tạo ra. Chúng đưa vào cơ thể các hài nhi sơ sinh được chúng cấy ghép một chương trình điện não tiên tiến có khả năng tạo ra thực tế ảo. Vì thế, khi lớn lên, những đứa trẻ vẫn sống trong phòng thí nghiệm (trong một ống hình trụ đầy chất lỏng với vô số sợi dây gắn trên người, hệt như Neo) nhưng lại tưởng rằng họ đang sống trong thế giới bình thường.

Neo được huấn luyện để gia nhập nhóm. Một socket được cấy vào phía sau não của Neo, cho phép anh tải thẳng kiến thức lên não. Chàng lập trình viên được học võ thuật trong một môi trường ảo hệt như Ma trận và gây ấn tượng với Morpheus bởi sự tiến bộ nhanh chóng. Anh cũng được học cách đối phó với những mối nguy hiểm lớn nhất trong Ma trận.

Những vết thương trong Ma trận sẽ ánh xạ ra ngoài thế giới thực, nghĩa là nếu Neo bị giết trong Ma trận, cơ thể của anh ở phòng thí nghiệm cũng sẽ chết. Anh được cảnh báo về sự nguy hiểm của các mật thám. Trong Ma trận, mật thám có hình người, thật ra chúng là những chương trình có tri giác và đầy sức mạnh. Mật thám có khả năng xâm nhập vào cơ thể những người đang kết nối với Ma trận thông qua các sợi dây. Nhiệm vụ của tất cả chúng là tìm và diệt tất cả những mối đe dọa đối với sự tồn tại của thế giới giả lập. Morpheus tiên đoán rằng, một khi Neo trở thành số Một, các mật thám sẽ không thể xâm nhập vào cơ thể anh.

Cả nhóm tiến vào Ma trận và đưa Neo tới văn phòng của một phụ nữ có bí danh Oracle (Bà tiên tri). Bà khẳng định Neo là cứu tinh của loài người và Morpheus sẵn sàng hy sinh tính mạng để bảo vệ anh. Khi tìm cách thoá ra theo một đường dây điện thoại, nhóm bị phục kích bởi bọn mật thám và cảnh sát. Hóa ra Cypher, một thành viên trong nhóm, đã phản bội họ vì muốn quay trở lại cuộc sống huyễn tưởng trong Ma trận. Gã thỏa thuận với các mật thám, theo đó gã sẽ giao nộp Morpheus để được quay lại Ma trận.

Sự phản bội của Cypher dẫn tới cái chết của phần lớn thành viên trong nhóm, trừ Neo, Trinity, Tank. Bọn mật thám tìm đủ mọi cách để lấy thông tin từ anh, trong đó thứ mà chúng cần nhất là mật mã truy cập vào Zion, nơi ẩn nấp cuối cùng dưới lòng đất của loài người. Neo và Trinity quay trở lại Ma trận, đột kích tòa nhà và cứu thủ lĩnh. Trong trận chiến, Neo chứng tỏ tài năng “đi ngược lại các quy luật vật lý” khi thay đổi đường bay của những viên đạn mà bọn mật thám bắn vào anh....