La série se déroule en 2030 dans une ville fictive du Japon "Niihama-shi" (Ville du Nouveau Port). Elle raconte l'histoire d'une brigade d'intervention spéciale appelée Section 9 de la Sécurité Publique, ou plus simplement la "Section 9". GitS : SAC met en scène les exploits des agents de la Section 9, qui sont issus de l'armée (Batô) ou de la police (Togusa), et la façon dont les événements les affectent alors qu'ils tentent de résoudre chaque cas, ce qui finira par les conduire au personnage mystérieux appelé The Laughing Man (Le Rieur) par les médias.

La Section 9 de la Sécurité Publique est une unité d'élite de sécurité intérieure chargée de prévenir les actes criminels et terroristes liés à la technologie. Ses principales missions sont les enquêtes sur les cyber-crimes importants (infiltration, prise de contrôle de cyber-cerveaux ; cyber-terrorisme), sur les scandales qui touchent des membres du gouvernement et aussi sur des cas de meurtres commis par des personnalités. De temps à autre, la Section 9 assure également la protection de dignitaires étrangers.

Les personnages de la série sont les mêmes que ceux du manga, cependant l'histoire en est différente (si l'on se réfère à la scène finale de la deuxième saison qui ressemble fortement à la scène d'ouverture du manga, on peut en déduire que l'histoire de la série animée se déroule avant le manga). Dans la série, le Major Motoko Kusanagi (Kusanagi Motoko), n'a pas encore rencontré la forme de vie intelligente née du réseau appelée Marionnettiste (Puppet Master), ou Projet 2501. Cette rencontre est décrite dans le premier film Ghost in the Shell réalisé par Mamoru Oshii.

La série est émaillée de nombreuses références littéraires, Des Fleurs pour Algernon et surtout L'Attrape-Cœurs de J. D. Salinger. Le fait que l'affaire du Rieur est composé de nombreux imitateurs est une référence à la théorie mémétique (un des épisodes de la saison 1 s'intitule d'ailleurs en anglais mème)...