Unos experimentos de criogenia han convertido al Dr. Victor Fries (Arnold Schwarzenegger) en el malvado Mr. Freeze, un villano que necesita mantener su cuerpo a temperaturas gélidas y que, por ello, intentará congelar a todos los habitantes de la ciudad de Gotham. Por otro lado, la tímida botánica Pamela Isley (Uma Thurman) se transformará en el transcurso de un experimento en la terrible Hiedra Venenosa, que querrá asesinar a todos los seres humanos de la tierra, para que las plantas recuperen su hegemonía sobre el planeta. Por este motivo, Batman (George Clooney) y Robin (Chris O'Donnell) deberán enfrentarse a ellos y detener sus siniestros planes..