En la década de 1960, Mercurio Arboria fundó el Instituto Arboria, un centro de investigación de la Nueva Era dedicado a encontrar una reconciliación entre ciencia y espiritualidad, que permitiera a los seres humanos avanzar hacia una nueva era de "Serenidad a través de la Tecnología" y felicidad perpetua. En 1983, su protegido, el Dr. Barry Nyle, se ha hecho cargo del trabajo de Arboria. Nyle, un científico encantador y apuesto, es un psicópata que mantiene cautiva a Elena, una niña, en las profundidades de los niveles inferiores del instituto. Como en este lugar no hay luz solar ni sentido del tiempo, la instalación funciona en "Modo Día" y "Modo Noche". Elena sólo se comunica a través de la telepatía y demuestra capacidades psíquicas, que Nyle suprime utilizando un dispositivo prismático brillante situado en algún lugar de las entrañas del instituto, de donde emana un zumbido profundo y zumbante.

En un esfuerzo por comprender las capacidades de Elena, Nyle la somete a sesiones diarias de "terapia", durante las cuales Elena suplica ver a su padre, pero Nyle le dice que está muy enferma y que "no está preparada" para el mundo. Por la noche, Elena permanece en su habitación, donde utiliza sus habilidades psíquicas para ver a escondidas programas de televisión a través de un monitor de vídeo en la pared. Nyle pasa las noches en casa con su esposa Rosemary, una mujer dócil que parece existir en un estado de estupor inducido por la marihuana, pero que parece preocuparse de verdad por Nyle a pesar de su falta de ternura hacia ella. Nyle toma grandes cantidades de medicación recetada, sonriendo a su reflejo demente en el espejo del baño.

Intentando provocar una respuesta emocional en Elena, Nyle habla de su madre muerta, a la que llama "hermosa" y "deseable". Insinúa que podría haber una foto de ella en la habitación de Elena, que más tarde descubre debajo de su cama[7].

Esa noche, Margo, la enfermera de Elena, descubre las notas del caso de Nyle sobre Elena en un hueco oculto en la pared, encontrando extraños símbolos e imágenes que indican la violenta obsesión sexual de Nyle por Elena. Temerosa de lo que contienen las notas, Margo las vuelve a guardar. Después, Nyle recibe una misteriosa llamada telefónica y vuelve corriendo al Instituto, donde descubre ceniza del cigarrillo de Margo cerca de las notas del maletín. Nyle toma una droga psicodélica para calmarse.

Sospechando de Margo, Nyle le informa de que Elena ha introducido contrabando en su habitación. Más tarde, Margo acosa y abusa verbalmente de Elena, destruyendo la foto, y Nyle desactiva el dispositivo supresor. Elena la mata haciendo que su cerebro estalle telequinéticamente a través de sus ojos. Nyle, que ha seguido estos acontecimientos, se siente intrigado por esta flagrante muestra de habilidad psíquica y complacido por la muerte de Margo. Permite que Elena salga de su celda y reactiva el prisma, provocando que convulsione y caiga al suelo. Nyle libera entonces un gas anestésico en la instalación. Mientras Elena yace inconsciente, Nyle invoca electrónicamente a un ente con un casco rojo (identificado como "Sentionaut"), que inyecta un dispositivo de rastreo en el cuello de Elena antes de llevarla de vuelta a la cama y eliminar todo rastro del brutal cadáver de Margo.

Nyle va a ver a Arboria a otra zona del instituto. Mostrando signos de senilidad y adicción a las drogas, Arboria no reconoce la psicosis de Nyle, considerándolo su mejor protegido. Un flashback a 1966 revela que la madre de Elena era la esposa de Arboria, Anna, que estaba presente cuando Arboria condujo a un joven Nyle a través de un procedimiento destinado a permitirle alcanzar la trascendencia. Como parte del procedimiento, Nyle fue sumergido en una cuba de líquido negro y experimentó visiones infernales de otro mundo. Nyle se volvió loco y mató a Anna. Sin inmutarse, Arboria sumergió a la niña Elena en el líquido negro. De vuelta al "presente" de 1983, Nyle asesina a Arboria administrándole una sobredosis de droga mortal, que Elena experimenta a través de un enlace telepático con su padre.

Nyle regresa a casa, mientras una televisión emite un discurso del presidente Reagan. Revela que disimula su falta total de pelo y sus iris negros con una elaborada peluca y lentes de contacto. Presentándose ante su esposa sin estos aparatos, y vestido con un extraño traje negro, declara su primacía como ser evolucionado de "Más allá del Arco Iris Negro", y empuja sus pulgares en las cuencas de los ojos de Rosemary, matándola.

Mientras tanto, Elena escapa, habiendo utilizado sus poderes psíquicos para hacerse indetectable al prisma. Viaja en ascensor, esquiva a un Sentionaut y atraviesa un profundo conducto de ventilación en su viaje hacia el Instituto Arboria. Por el camino, se encuentra con un monstruoso humanoide atado y lo esquiva por los pelos, ya que su defensa contra el supresor falla brevemente. Al llegar a un nivel superior, se enfrenta a otro Sentionaut, al que influye con su telepatía, provocando que se quite el visor del casco para revelar un rostro infantil mutado. Al llegar a la sala de profesores, Elena descubre que no hay nadie más trabajando en el instituto. Caminando por los "jardines galardonados" del Instituto Arboria, llega por fin al exterior y ve el cielo nocturno por primera vez en su vida.

Nyle, tras despojarse por fin de la pretensión de humanidad, disolver su último contacto con el mundo material y blandir una daga ceremonial a la que llama "La lágrima del diablo", regresa al instituto y se encuentra con que Elena ha desaparecido. Prepara un receptor transpondedor y se marcha. Mientras persigue a Elena por las zonas boscosas que rodean el instituto, se encuentra con un par de "heshers", a los que mata después de insistir en que uno de ellos tuvo relaciones sexuales con Elena.

Tras localizarla utilizando el implante de rastreo, Nyle acorrala a Elena en un claro y le implora repetidamente que acuda a él. Elena utiliza sus habilidades psíquicas para mantener los pies de Nyle plantados en el suelo y cuando intenta acercarse a ella, Nyle cae, se golpea la cabeza contra una roca y muere instantáneamente. Libre de su captor, Elena se encuentra en una calle suburbana, guiada por la luz generada por un televisor.

Una escena post-créditos muestra una figura de acción del Sentionaut, aparentemente en la habitación de un niño.