2040年代的虚构日本城市新滨市，经过第三次和第四次世界大战洗礼的近未来科技已可将人类除大脑外的所有身体器官用生化电子的义体代替，并将人类大脑改装成与具有互联网功能的电子脑。上层社会和有经济条件的中产阶级人类纷纷进行义体手术，加装先进的电子脑，并用性能更高的人造义肢替换原有的身体器官——赛博格（生化人）已然渐渐成为社会常态。

人类社会的全面义体化（电子化）虽然带来了巨大的便利，却也不可避免地催生出了一种新的犯罪方式——电子犯罪。电子化并互联网化的人类开始受到黑客攻击，暴露在大脑被入侵、记忆被篡改等危险之中。日本政府因此专门成立了首相直属的特别情报机构“公安九课”（也就是所谓的“攻壳机动队”），来应对这种新兴的犯罪。故事中女主角草薙素子自幼便全身义体化，装备有最先进的军用义体，并在电子设备中如鱼得水，是出色的黑客。2029年正式加入公安九课，并以她卓越的指挥能力获得了队员们的信赖，被亲切地称为“少佐”。

《攻壳机动队》系列因其赛博朋克并带有反乌托邦性质的世界观著名。作品中对于未来科技有着精密的设想、考据和描绘，很多出现在其中的概念如今已然成为了现实，《攻壳机动队》也因此获得了众多硬科幻爱好者们的赞赏，并对后世的许多科幻作品有着显著的影响。（具体细节请参考#总体评价）

就《攻壳机动队》的不同版本比较来说，士郎正宗原著的漫画以短篇单元剧为主，人物通常比较轻松幽默，剧情也并非异常复杂，但往往有探讨研究各种科技或社会问题的大段对白文字，因此在分类时属于青年漫画。押井守导演的著名动画电影则十分严肃，人物角色完全没有漫画中轻松的儿童个性，以探讨深刻的哲学话题为主，电影整体也营造出一种沉闷、昏暗并略悲观的氛围。神山健治导演的电视动画则大概介于两者之间，如要分类的话应该是含有大量政治剧情的科幻警察刑侦电视剧。

本作的剧情以19世纪末不列颠治世时代的英国为背景。英国贵族莫里亚蒂伯爵的少爷艾伯特·詹姆斯·莫里亚蒂一直想将阶级制度当道、人人生而不平等的英国整顿一番，他在一间孤儿院中发现一对兄弟，兄弟中的哥哥怀抱着和他相近的理想，以及过人的才学，艾伯特于是将兄弟俩收为家族的养子。1866年三人策划了一场火灾，将莫里亚蒂宅邸所有人全部烧死。哥哥窃取了莫里亚蒂家族次子威廉·詹姆斯·莫里亚蒂的名字，而弟弟也成为莫里亚蒂家族的正式成员路易斯·詹姆斯·莫里亚蒂。三人继承了家族的一切，开始他们的改革事业。

13年后的1879年，威廉以21岁之龄当上了大学教授，艾伯特成为陆军中校，而路易斯则担任威廉的副手。三人的目标是解决掌握大权的邪恶贵族和阶级制度，为此他们采取的方针是借由将伦敦化为“犯罪都市”，以有意义的“死亡”和“犯罪”来惊醒英国国民。在多名忠心手下的效力之下，威廉在幕后以“犯罪顾问”的身份消灭了多名邪恶贵族，艾伯特也取得秘密情报局MI6的指挥权。在一次行动当中，威廉遇见了侦探夏洛克·福尔摩斯——也就是詹姆斯·莫里亚蒂未来的宿敌。威廉希望将他纳为自己计划的一部分，借由设局让他侦破邪恶贵族的死，进而将贵族的腐败事迹公诸于世。就这样，詹姆斯·莫里亚蒂和手下抱着不惜一死的决心，持续将英国推往他们理想的样子。

【终极间谍的天才斗智之战】：在结城中校的力排众议下，日本陆军成立了间谍培训学校“D机关”。在这里，所有成员都被灌输了彻底否定军人信条的三大戒律：“不准死”、“不准杀人”、“不准被抓”。这样的组织自然成为他人的眼中钉，时时腹背受敌；然而“魔王”－结城中校以他犹如魔术师般的高超手腕交出间谍大战的丰厚战果，就连隐身在陆军内部的敌人也被他逐一消灭……从东京、横滨到伦敦、上海，紧张刺激的间谍殊死战，就此展开！

D机关（D機関）

传说中的间谍──“魔王”结城中校在日本陆军设立间谍养成学校兼谍报机关。“D机关”的存在只有极少数陆军高层才知道他们。于昭和12年（1937年）设立。

除结城中校外，无人知道D机关成员的真实身份，连成员自己也都以假名和假经历彼此往来，可说是一群带着假面具过日子的人。成员来自各方，学习各国语言，接受炸药、无线电、开锁、台球、变装等技术训练，甚至包括追求女性的方法，是一群为了国家，带着假面具过日子的人。

陆军内部似乎依旧对设立谍报员培训所一事极为反弹，因而删减原本的预算。这栋建筑是接收昔日陆军使用的老旧鸽舍，加以临时改建而成。后来陆续有人加入或退出，最后留下十二名学生（动画版为八名）。