La NASA s'attelle à la construction d'une nouvelle sonde spatiale, constituant une énorme avancée technologique. Le projet K consiste à l'envoyer explorer la mer de Kraken, la plus large étendue d'eau de Titan, l'une des lunes de Saturne. Mais cette zone susceptible d'accueillir des extraterrestres est dangereuse et instable.

La sonde doit donc être pilotée par une intelligence artificielle (IA), nommée Dorothy - en hommage au Magicien d'Oz -, qu'a développée la scientifique Melissa Shepherd.

Des erreurs de calcul survenant durant les phases de test, Dorothy parvient à s'échapper dans les méandres d'Internet...

L'ancien agent de la CIA Wyman Ford est alors appelé pour aider Melissa à traquer cette IA rebelle. Mais Ford et Shepherd prennent bien vite conscience que la Toile l'a totalement transformée...

Et une question se fait jour : Dorothy a-t-elle toujours des intentions bienveillantes ? A défaut, l'humanité pourrait bien être menacée...