En un futuro inmediato, es viable medir de forma instantánea el estado mental de una persona, la personalidad y la posibilidad de que dicha persona vaya a cometer delitos gracias a un escáner psico-somático que realiza un escaneo de las funciones del cerebro y de las demás funciones biológicas y químicas del cuerpo, estableciendo el Psycho-Pass, un número asociado a un color en cada persona. Cuando esta probabilidad, medida como el índice de "Coeficiente de Criminalidad", es demasiado alta, es decir, posee un color muy oscuro y un número muy elevado, los individuos son hostigados y detenidos con fuerza letal, si es necesario. Esta tarea es realizada por un equipo especial de potenciales delincuentes llamados Ejecutores, que son controlados por oficiales de la policía conocidos como Inspectores. Los inspectores deben asegurarse de que los ejecutores en ejercicio cumplan con sus funciones dentro de los límites de la ley. Los ejecutores e inspectores emplean armas especiales llamadas "dominadores" diseñadas para disparar sólo contra aquellos con un coeficiente de criminalidad mayor de lo normal.

La historia sigue a una Unidad de la División de la Oficina de Seguridad Pública e Investigación Criminal, el semejante a la policía del tiempo actual, directamente responsable y administradora del trabajo de Inspectores y Ejecutores.

En Psycho-Pass se da a tratar el tema filosófico muy a menudo, desde la perspectiva del principal antagonista como desde el mismo sistema que rige la sociedad.