De veroordeelde cartoonist Jack Deebs weet uit de gevangenis te ontsnappen door de strip Cool World te tekenen, waarin de sensuele, maar geslepen Holli Would de hoofdfiguur is. De striptekenaar wordt echter een gevangene van zijn eigen verbeelding als Holli hem weet over te halen Cool World te betreden met het plan hem te verleiden en hiermee zichzelf tot leven te wekken. Een cynische detective ' het enige andere menselijke wezen in Cool World ' confronteert Jack met de wet: Noids (mensen) mogen geen relatie aangaan met stripfiguren. Maar als Holli in Las Vegas in een mens verandert, blijkt het vlees zwakker dan de inkt en begint een achtervolging door fictie en werkelijkheid waarbij beide werelden dreigen te worden vernietigd. Door de spetterende mix van animatiebeelden en 'echte' filmbeelden is Cool World een lust voor het oog.