Der junge Chirurg Shaun Murphy (Freddie Highmore) ist Autist und durch eine sogenannte Inselbegabung ein wahres Genie. Er besitzt neben einem enormen medizinischen Wissen auch diagnostischen Scharfsinn. Besonders sein Mentor Dr. Aaron Glassman (Richard Schiff), der Shaun schon seit seiner Jugend kennt, glaubt an den jungen Mann. Als Klinikchef des St. Bonaventure Krankenhauses gelingt es ihm sogar, Shaun eine Stelle als Assistenzarzt in der Chirurgie zu verschaffen und holt ihn vom eintönigen Landleben in Wyoming ins kalifornische San José.
