地球上的人类分成了两个部分，一部分被驱逐到地心深处一个名叫锡安的溶洞中，他们继续跟机器进行着战斗，想要摧毁机器世界，重新获得地球的主宰权。
而另外一部分则是变成了机器的战利品，他们从一生下来就被养在机器制造的试管里面，虽然也会生长发育，但是却活在极其创造的一个虚拟世界中，这个虚拟世界就是矩阵。这部分人的作用就是给机器提供生物电，让机器能够拥有必须的能源。
锡安的人类不断地想法设法解救矩阵之中的人们，告诉他们真相，加入到反抗机器的队伍里面去，这部分人以墨菲斯为代表！
因为墨菲斯这些人来自矩阵，他们脑袋上保留有插头，可以重新接入矩阵，当墨菲斯遇见先知后，先知告诉他想要战胜机器，就必须找到一个人，他才是真正的救世主。
在这样的背景下，电影的真正主角，也就是救世主尼奥出现了！
这名叫做尼奥的黑客从电脑上接到一系列讯息，循着信息他和一名叫做崔妮提的女子接头。崔妮提告诉尼奥，他正处在危险之中，母体正在找他。
第二天，传说中的黑客墨菲斯给尼奥打来了一通电话，同样的信息也是有人要来抓他！说话间，一帮不怀好意的黑衣人气势汹汹的冲了进来，虽然有墨菲斯的精确引导，但尼奥却依然被黑衣人给逮捕了。
黑色西装、墨镜外加耳麦，这副打扮活脱脱的跟保镖有些类似，黑衣人满不在乎的强迫尼奥帮他们找到恐怖分子墨菲斯，甚至用一只机械昆虫放入尼奥的肚脐眼里面。
在一连串恐怖体验之后，尼奥从噩梦中惊醒，这时墨菲斯打来电话，约尼奥出来见面。墨菲斯对尼奥说，想必你也已经察觉到，这个世界有些不对劲，冰之岛他心中的一个疑问：母体是什么？
墨菲斯给尼奥一个机会，让他见识一下母体的真面目，拿出了两粒药丸，红色的药丸会带来真相，蓝色药丸则是让他可以回到日常生活，忘记现在发生的一切。
这里是林翰最欣赏的台词部分，“你是否做过这样的梦，尼奥？梦中的一切都真切得如同现实一样。要是你无法从这样的梦中醒过来会怎么样？你怎么确定自己能分清梦幻世界与真实世界？”
这里跟先前林翰写过的小说《盗梦空间》有一定的相似之处，梦跟现实如何区分。
言归正传，尼奥在吞下了红色的药丸之后就从睡梦当中醒过来，他诧异的发现自己赤裸身体躺在培养皿里面，身上插满了各种管线，环顾四周，目力所及之处，都是这无穷无尽的培养皿，每个培养皿里面都躺着有人类！
震惊的尼奥被冲进下水道，墨菲斯的飞行船将他救起，然后开始给他讲解世界的背景，第一位救世主建立了锡安，当他死后，先知预言了他会再度降临，摧毁母体，结束人和机器的战争，而尼奥就是救世主再世！
连接上管线，尼奥直接开始学习各种武术，并且在接下来和墨菲斯的对话中了解到自己可以做的更快，甚至躲开子弹。
在接受了一系列的训练之后，墨菲斯带着尼奥进入母体，面见先知。可先知却含混地否认了尼奥是救世主，这让尼奥心里有些释然。
就在一行人准备下线时，却中了母体的埋伏，作为母体杀毒软件的黑衣人特工早就在尼奥他们下线的地点设下重重包围！
墨菲斯为了掩护尼奥被捕，同时飞船上的队友也遭到暗算，他们当中出了一个叛徒。
飞船上的墨菲斯还处在睡眠接线当中，如果现实中的他死亡或者掉线的话，那么母体里面被黑衣人特工抓捕的墨菲斯就会死亡。
这些黑衣人特工为了从墨菲斯的口中得到锡安的主机密码，他们派出机械乌贼攻击尼奥他们的本体。
尼奥跟崔妮提决定再次进入母体，经过激烈的战斗之后，终于救回墨菲斯！
当墨菲斯跟崔妮提成功下线之后，尼尔虽然利用经典的那幕子弹时间躲避子弹，但依然还是不敌特工，再次开始逃亡。
同一时刻，特工们之前派出的乌贼开始入侵船体，能对抗乌贼的只有Emp（电磁脉冲），但Emp会毁掉所有运行中的电子设备，必须等尼奥下线了才能使用。
可是在母体中，尼奥却在最后关头被特工给击毙，虚拟和现实中的尼奥都即将死亡！
在崔妮提的一吻之后，母体当中的尼奥以救世主的身份复活了，他掌握了随意修改母体的能力后，他看母体如同看代码，轻易地停住了空中的所有子弹。
作为救世主的尼奥和母体的战争，这也才刚刚开始，后面就是《黑客帝国》第二部跟第三部的剧情了！
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