Fox Mulder y Dana Scully son dos agentes del FBI asignados para resolver aquellos casos clasificados como "Expedientes secretos". Son casos imposibles, extraños y sobrenaturales. Mulder, que no quiere ser llamado Fox, cree fervientemente en los fenómenos paranormales y piensa que existe otro mundo mas allá. Insiste en que vio cómo su hermana pequeña era "abducida" por extraterrestres. Scully, médico forense, es más escéptica y racional y piensa que todo puede tener una explicación científica.
Además la serie cuenta con dos personajes secundarios fundamentales, "el Fumador", un personaje enigmático que trabaja para el gobierno y "Garganta profunda", un contacto secreto de Mulder que le facilita pistas para sus investigaciones.