Cowboy Bebop xoay quanh cuộc đời của một nhóm "cao bồi" săn tiền thưởng sống trên con tàu vũ trụ mang tên Bebop. Họ lang thang qua khắp các hành tinh trong hệ Mặt Trời để lùng bắt bọn tội phạm. Hai thành viên ban đầu của nhóm là Jet Black, chủ nhân của Bebop, và Spike Spiegel, người được Jet mời hợp tác làm ăn nhờ sở hữu kĩ năng chiến đấu đa dạng, đặc biệt trong đấu súng và võ thuật. Sau này họ lần lượt kết nạp thêm các thành viên khác là Faye, Edward và Ein. Về diễn biến câu chuyện, bên cạnh những cuộc rượt đuổi tội phạm nghẹt thở, quá khứ của mỗi thành viên phi hành đoàn Bebop cũng từ từ được hé lộ với nhiều trường đoạn hồi tưởng kể lại những ký ức xưa cũ của các nhân vật chính. Cuộc sống thường nhật của họ cũng được mô tả rất kĩ lưỡng trong các tập phim.