Projeto Zeta conta a história do sintozóide (um robô com forma humana), programado para ser uma unidade de infiltração para matar em nome do governo americano, porém ao abortar uma missão ele passa a ser perseguido pela NSA (Agência de Segurança Nacional), liderada pelo agente James Bennet, que o considera um traidor. Em meio à fuga, Zeta conhece Rosalie Rowen, uma adolescente órfã e delinquente, que passa a ser sua melhor amiga, e ambos saem em busca de Eli Selig, arquiteto do "Projeto Zeta" e único que pode provar sua inocência.