Serien blandar element från typiska amerikanska tonårsfilmer med agentingredienser, och parodierar James Bond, Mission: Impossible och andra föregångare inom agentfilmen. I handlingens centrum står om tonårsflickan Kimberly Ann "Kim" Possible som till vardags är en vanlig skolflicka och cheerleader. Till skillnad från de flesta av sina jämnåriga är hon dock även agent med uppdrag att bekämpa superskurkar av allehanda slag, de flesta ute efter världsherravälde – vanligast är ärkefienden Dr. Drakken och dennes assistent Shego. Kim själv får behjälplig assistans av sin bästa vän Ronald "Ron" Stoppable samt dennes husdjur; en intelligent kalråtta vid namn Rufus.