美国FBI探员福克斯·穆德（大卫·杜楚尼 David Duchovny 饰）童年时曾经历一起离奇神秘的绑架案，他的妹妹萨曼莎在睡梦中被外星人劫持，至今下落不明。从此穆德便专注于神秘事件的研究，并专门负责FBI总部的X档案部门。因穆德行事乖张，难以驾驭。FBI高层从联邦调查局学院调来女性探员黛娜·斯科莉（吉莲·安德森 Gillian Anderson 饰），表面上是协助穆德工作，实际上是希望这名崇尚科学的理性探员能够制约穆德的行为。两人最初的合作并不理想，完全不同的思维模式时刻导致争论的爆发。但随着各种离奇案件的出现以及两人交往的加深，穆德和斯科莉最终变成可以为对方出生入死的可靠伙伴……本片荣获1996~1999年度美国作曲家、作家及出版商协会影视音乐奖电视剧集第一名以及其他电影节近70个奖项。

继续延续上一季的剧情，原来穆德受了骗，及时发觉错误后和史考莉串通好来骗政府高层，以潜入一个“作为一个普通FBI特别探员不该进入的地方”搜集需要的资料，本季发展越来越精彩，一些没有被完全改造的混血外星人联合起来抵抗殖民阴谋，史考莉被绑架时子宫被移除，但今年却出现了她的孩子——艾蜜莉，今年制作小组甚至找了两位知名科幻小说家操笔，客串写出两集剧本。

穆德（David Duchovny 大卫•杜楚尼 饰）被外星反叛者劫持，而斯科莉（Gillian Anderson 吉莲•安德森 饰）亦同时发现自己怀有身孕，穆德的办公室被搜查，斯科莉请求Skinner（Mitch Pileggi 饰）帮助寻找搭档，孤枪侠也参与进来。FBI高层则派出探员约翰•多格特（Robert Patrick 罗伯特•帕特立克 饰）协助调查，但两个人的初次会面不欢而散。

Doggett不顾众人的阻拦坚持调查，他开始着手调查一个环保署职员死亡的案件。