Julia dirige Xymos, une jeune société qui fabrique des nanoparticules, ces robots infiniment petits destinés à la recherche militaire. Depuis peu, le comportement de Julia est étrange. Elle s'absente de plus en plus souvent, se cache pour téléphoner, se désintéresse de son bébé malade, prononce des phrases incohérentes. Jack, son mari veut comprendre. Chercheur en informatique, il parvient à se faire embaucher par Xymos pour une mission de consultant. C'est là, dans un curieux complexe technologique au cœur du désert du Névada, qu'il va découvrir jusqu'où peuvent aller le génie et la folie des scientifiques. Seul, il devra affronter un prédateur que nul n'avait jusque-là imaginé. Un prédateur infiniment petit, mais qui menace la planète.
