Diretta da David Shore, regista di Dr. House, la serie è incentrata sulla vita di Shaun Murphy (Freddie Highmore – Candidato ai Golden Globe come Miglior Attore in una serie TV drammatica) specializzando di chirurgia pediatrica presso il San Jose St. Bonaventure Hospital nella California del Nord e che, affetto da autismo e sindrome di savant, nasconde doti geniali! Eccessivamente diretto e con poca empatia e capacità di relazionarsi con le persone, Shaun ha una spiccata capacità di analisi grazie alla quale riesce a fare diagnosi eccezionali che lo portano ad essere sempre un passo avanti ai suoi colleghi specializzandi con cui però difficilmente riesce a legare ad eccezione di Browne (Anthonia Thomas). Sarà proprio grazie a lei e al Dott. Glassman che Shaun imparerà a capire le dinamiche ospedaliere e supererà alcune delle sue innumerevoli fissazioni.