Née et élevée en Arctique, Smilla Jaspersen, scientifique, vit en recluse dans un immeuble de Copenhague où elle a pour seul ami, Isaiah, un petit inuit. L'enfant est brusquement retrouvé mort à l'approche de Noël. La police conclut à une chute accidentelle. Peu convaincue par les conclusions de l'enquête, Smilla décide de pousser ses investigations. Des traces de pas dans la neige indiquent la présence d'individus qu'Isaiah tentait de fuir. Sa jambe garde en outre la marque d'une piqûre récente.