Kyle XY segue a viagem surpreendente de um génio adolescente de 16 anos, que emerge, um dia, misteriosamente da floresta, sem memória aparente de quem é ou de onde veio. Num centro de detenção juvenil, Kyle, como passa a ser conhecido, fica a cuidado de uma psicóloga, que depressa se apercebe de que o rapaz precisa de atenção especial e o leva para casa, para viver temporariamente com a sua família. Todos percebem depressa que Kyle tem talentos únicos e desconcertantes.