Kapitan Malcolm Reynolds zarabia wynajmując swój statek transportowy "Serenity". Przyjęcie na pokład młodego lekarza z siostrą okazuje się być kluczem do wielkiej tajemnicy.
Niedaleka przyszłość, rządy ściśle kontrolują swoich obywateli. Detektyw William Geld zakochuje się w fałszerce dokumentów, Marii, wokół której prowadzone jest śledztwo.
Fabularnie "Dzieci Diuny" łączy w sobie wątki z drugiego i trzeciego tomu cyklu: "Mesjasza Diuny" i "Dzieci Diuny". Tematem filmu jest walka Paula Atrydy z zakonem Bene Gesserit, który nie potrafi kontrolować Muad'Diba, a także wydarzenia, które miały miejsce po odejściu Paula na pustynię, kiedy rozpoczęła się Ekologiczna Transformacja Diuny, a na Arrakis pojawił się tajemniczy starzec zwany Kaznodzieją.