세련되고 당찬 미모의 호텔리어 리사는 마이애미행 야간 비행기에 탑승한다. 그녀는 공항 로비에서 만났던 매력적인 남자 잭슨이 옆좌석임을 알게 되고, 반복되는 우연에 묘한 설레임을 느낀다. 그러나 비행기가 이륙하자, 따뜻하고 유머러스하던 잭슨은 갑작스레 돌변하여 정체를 드러내고 그녀의 목을 조여오기 시작한다. 3만 피트 상공의 야간 비행기 안에서 이미 그녀의 모든 것을 알고 있는 낯선 남자로부터, 그녀는 도망칠 수도, 누군가에게 도움을 요청할 수도 없다.
미국 망명을 요청한 동구권 축소과학의 귀재 베니쉬 박사가 테러범의 공격을 받고 뇌사상태에 빠진다. 미국 정부는 특수부대를 동원하여 잠수함을 미생물 크기로 축소시켜 베니쉬의 혈관에 투입, 뇌의 응혈을 제거하는 프로젝트를 긴급히 마련한다. 그러나 미국의 현재의 기술로는 축소는 한시간에 국한될 뿐, 시간을 연장시킬 수 있는 열쇠는 베니쉬 박사가 갖고 있었던 것. 특수요원 그랜트, 함장 오웬스, 뇌수술의 1인자 듀발 박사, 그의 아름다운 조수 콜라 등은 죽음을 무릅쓰고 인체내로 투입되어 임무를 수행하지만 예상치 않은 죽음의 복병들이 그들을 가로막고 시간을 지체하게 만드는데...
비행 승무원 테리 헬로란(Teri Halloran: 로렌 홀리 분)은 오늘도 평상시와 다를 것이 없다고 생각했다. 단지 크리스마스 이브의 뉴욕에서 로스엔젤레스로 가는 약간의 승객들과의 마지막 비행이 있었을 뿐이었다. 그러나 4명의 연방 수사관들과 족쇄와 수갑으로 채워진 두명의 범죄자들이 탑승했을 때 승무원들의 휴일의 기쁨은 싹 가시고 말았다. 두명의 선고된 범죄자들 중 한명은 연쇄 살인범 라이언 위버(Ryan Weaver: 레이 리오타 분)였다. 그는 핸섬한 외모와 사람을 끄는 매력으로 자신의 사악한 범죄성을 숨기고 있었다. 반면에 잔인한 무장강도 스텁스(Stubbs: 브렌든 글리슨 분)은 그를 연행하는 수사관들에게 노골적으로 자신의 불만과 반항을 표시하고 있었다. 비행기가 이륙하기 시작할 때 기장이 기상악화에 대한 가벼운 경고가 있었지만 아무도 이를 심각하게 여기지 않았다. 난기류의 충격을 미세하게 느낄 즈음에 스텁스는 화장실에서 수사관 한 명을 죽이고 총을 빼앗는다. 이때 라이언 위버 역시 수갑을 풀고 무장을 한다. 스텁스의 무차별 난사로 수사관들과 조종사들은 죽게 되고 자신 역시 죽음을 당한다. 겁에 질린 승객들과 승무원들을 가둔 라이언은 혼자 남게된 테리에게 사냥꾼처럼 접근한다. 조종실에 혼자 남은 테리는 다른 승객들의 운명이 어떻게 됐는지 알 수 없었다. 그녀가 유일하게 알고 있는 것은 폭풍우에 충격을 받아 맹렬히 추락하는 비행기가 자동항법제어장치로도 제어되지 않는데...
