Au XXVe siècle, dans une cité souterraine qui ressemble à une termitière humaine où chacun s'identifie par un code de 3 lettres et 4 chiffres, THX 1138 est un technicien tout à fait ordinaire travaillant sur une chaîne d'assemblage de policiers-robots.
Un jour, il commet pourtant un acte irréparable : lui et sa compagne LUH 3147 font l'amour dans une société qui l'interdit formellement. Pour THX 1138, c'est désormais la prison qui l'attend...