Osmosis Jones inleds som en, helt vanlig spelfilm och fortsätter som ett tecknat äventyr för hela familjen. Bill Murray spelar Frank, en överviktig djurskötare på stadens zoo som en dag bestämmer sig för att äta upp ett ägg som han tidigare tappat på marken. Vi följer det infekterade ägget ner i Franks kropp och här förvandlas vår spelfilm till en tecknad film!

Det ondskefulla viruset, filmens skurk We-Kahn, blir Franks fall och han insjuknar av den livsfarliga bakterien. Vem skall kunna rädda honom? Svaret är: Osmosis Jones, en orädd vit blodkropp och hans partner, den modiga tabletten Drixoral! Tillsammans tar de upp jakten på det elakaviruset We-Kahn!