Peter Venkman, Raymond Stantz et Egon Spengler, parapsychologues travaillant au service de l'université de New York, perdent du jour au lendemain leur emploi. Pour se reconvertir, les trois amis se lancent dans le secteur privé et ouvrent leur propre agence : S.O.S. fantômes. Ils se vantent de pouvoir débarrasser les maisons hantées des spectres qui y ont élu domicile... Les affaires ne sont pas au beau fixe, jusqu'au jour où des phénomènes surnaturels déferlent de manière abrupte sur la ville de New York. Egon Spengler, le scientifique de la bande, a mis au point un procédé révolutionnaire permettant de capturer et d'emprisonner les spectres.