Début du xxiie siècle, il est possible de mesurer instantanément l'état mental d'une personne, sa personnalité et la probabilité qu'elle commette des crimes grâce à un dispositif installé sur le corps de chaque citoyen appelé « Psycho-Pass ». Lorsque cette probabilité, mesurée par le niveau du « coefficient de criminalité », est trop élevé chez certaines personnes : ces individus sont poursuivis et appréhendés ou si nécessaire, abattus. Cette tâche est effectuée par une équipe spéciale de criminels potentiels appelés Exécuteurs, qui sont supervisés par des policiers appelés Inspecteurs. Les Inspecteurs s'assurent que les Exécuteurs exercent leurs fonctions dans les limites qui leurs sont imposées. Les Inspecteurs et Exécuteurs utilisent une arme spéciale polymorphe appelée « Dominateur », conçue pour tirer uniquement sur ceux ayant un coefficient de criminalité plus élevé que la normale. L'histoire suit l'unité Une de la Division des Enquêtes Criminelles du Bureau de la Sécurité Publique au Japon.