I universet til 'Firefly - The Ghost Machine' står Mal og hans besetning overfor en presserende utfordring: De trenger desperat en ny inntekt, men er ikke helt villige til å ta på seg oppdraget med å transportere en Blue Sun-fraktkasse til Badger, uten å stille spørsmål, spesielt når området er fylt med Alliance-romskip som også er ute etter å gjenvinne den stjålne eiendommen. Til tross for advarsler tar Jayne saken ombord i Serenity i hemmelighet. I løpet av kort tid finner han seg selv tilbake på Cobb-farmen, hvor hans bror Matty tilsynelatende er mirakuløst helbredet fra sykdommen damplung. Wash styrer et luksuriøst romskip, eid av en milliardær som driver et omfattende imperium. Snart blir hele besetningen, bortsett fra River, fanget i fascinerende hallusinasjoner, der de opplever sine dypeste ønsker, mens kroppene deres ligger bevisstløse ombord på skipet. Men når fantasiene begynner å bli mareritt, raser Wades imperium sammen, og Cobb-farmen blir utsatt for angrep fra nådeløse banditter. Mens Serenity driver mot en ugjestmild måne, er det kun River som står mellom besetningen og katastrofen.
