Fringe sigue a la agente especial del FBI Olivia Dunham, el científico Walter Bishop y su hijo Peter mientras investigan casos extraños y tratan de dar con su origen a través de la ciencia fringe: una rama no convencional que utiliza telepatía, tele trasportación, precognición, psicokinesis, cibernética, control de la mente, mutación genética y resucitación, entre otras tácticas.