В середине XXI века мир оказался на грани экологической катастрофы из-за парникового эффекта. Выжившие укрылись в "городах будущего", среди которых Атлас - гигантская башня над разрушенным Токио, превратившимся в джунгли. Власть в Атласе принадлежит аристократам во главе с Рёко, но даже они не властны над всем: например, Карин, молодая гений, создала суперкомпьютер "Медуза". В Японии действует группа повстанцев "Железный век", выступающая за биотехнологии и отказ от загрязнения. Их база - район Дуомо среди руин Токио.
Ключевым персонажем становится Кунико Ходзё, 18-летняя внучка лидера "Железного века". Она освобождается из тюрьмы Атласа, но за ней следят. В ходе атаки на Дуомо выясняется: Кунико, майор Кусанаги и маленькая аристократка Микуни связаны древним пророчеством, которое может определить судьбу мира.
Имя "Шангри-Ла" происходит из романа Хилтона и ассоциируется с мифической страной Шамбалой. В фильме это название не упоминается напрямую, но идея гармонии и спасения мира через пророчество прослеживается в сюжете.