《三體》的背景是什麼？三體是一個距離太陽系四光年的恆星系統，這個系統裡有三顆恆星，一顆行星，三顆恆星不像太陽系或者普通的雙星系那樣有穩定的運行規律，比如地球繞太陽一圈是一年，在三體世界，三顆太陽的運行毫無規律，而三體行星就在三顆恆星的不規律運行下存在著，有可能出現的情況就是：同時三日凌空，三顆太陽同時烤著這顆行星（熱死），也有可能是三顆恆星同時遠離行星（就像冥王星距離地球那麼遠，冷死），還有可能是二日凌空（也不適合生存），也會出現這種兩顆恆星在很遠的地方，一顆恆星在行星近處，但是在行星近處未必一定適合生存，因為就像水星離太陽那麼近一樣，也同樣很熱而不可能有生命存在，所以，三體世界分為恆紀元和亂紀元，恆紀元就是類似太陽系這樣的：一顆恆星距離適中，另兩顆恆星在很遠的地方的情況，亂紀元，情況有很多，總之，不適合生命的繁衍。在這種無規律的三體世界中，誕生一種生命，叫三體人，他們在這個三顆恆星的系統中歷經了二百多次文明的毀滅。最後發現了地球上的生命，決定遠征地球。以上是小說的大致背景。
上個世紀六七十年代，正值美國蘇聯在外太空爭霸，中國也不甘示弱，搞了一個“紅岸工程”，需要物理學方面的專家，於是，女主葉文傑在父親的一位學生也就是她後來的丈夫（楊某人）的幫助下，進入了紅岸基地，從事天體物理學的研究，向外太空發射信號，搜尋外太空有可能藏有的智慧生命的信息，但是由於設備功率低，發出去的電波即使有外星人也收不到，就好比聲音小，在空氣中也傳不了多遠。於是她想到了利用太陽作為放大器，把發射的無線電信號放大，她偷偷地對著太陽試著發射了一條信息，然後經由太陽的放大傳向全宇宙的各個方向。本是無心之舉，沒想到八年後收到了回覆的信息，信息的內容很長，勸葉文傑不要回答，不要回答，因為一旦回答了信息，信息的發送源就會被定位，地球將會遭到三體人的侵略。
為什麼呢？因為，三體星不適合生存，三顆太陽在天空的運動完全無規律可言，不知道什麼時候是亂紀元，什麼時候又是恆紀元，所以，三體人反反覆覆地被毀滅了二百多次，直到這一次，恆紀元的時間很長，三體人發展出了相對地球更發達的科技，最終在超級計算機的運算下，得出結論，三體星的運行規則：無解！！指不定哪天恆紀元就結束了，於是，三體人開始積極地尋找三體星以外的適合生存的土地，像地球一樣，搞了許多觀測站，一方面接收來自宇宙的電波，一旦發現有文明的存在，就遠征。所以他們發現了葉文傑發來的信號。其中一個接收到這條信號的三體人對三體世界存在著極大的不滿，對三體世界近乎絕望，所以，他勸葉文傑不要回覆信息，因為一旦回覆信息，地球的座標將被暴露。而其他接收到信號的三體人則希望地球人能回覆信息，至少引誘地球人再發信息好判斷座標。
對於葉文傑來說，八年前發送的電波信息以光速飛向全宇宙，僅僅八年就收到了回覆，於是這個地外生命距離太陽系的距離也就是四光年，光要走四年。對於三體星的人來說，不知道收到的這條信息是什麼時候發送的，也就不知道距離有多遠，所以無法定位，而一旦地球方面回覆了信息，三體星同樣可以利這一時間差來算出，信息源距離三體星有四光年，在宇宙尺度上，四光年是一個極短的距離，在已知一個恆星位置的條件下，四光年就可以定位另一個恆星的位置。
葉文傑像那個勸她不要回覆信息的三體人一樣，對這個世界已經徹底絕望。因為文革期間，中國的社會經濟與文化嚴重倒退，年輕人紛紛打著造反有理的口號不上課，批鬥知識分子，葉文傑就親眼目睹了自己教大學物理的父親被他的四個學生毆打致死，此後，她被下放到農村，又被人無緣無故地陷害，所以她對中國社會感到絕望，她決定回覆信息：來吧，來我們這裡，我幫你們獲得這個世界。
四年後，三體世界收到了葉文傑的信息，地球的座標徹底暴露，三體這才發現，原來在距離三體星僅僅四光年的地方就有一個適合生存的地方——地球。葉文傑在隨後還把地球的信息以及人類文明的發展過程等等的信息發給了三體人，三體人決定遠征，但是他們的飛船隻能加速到光速的百分之十，而且加速過程十分漫長，所以，他們到達地球需要四百年的時間，同時三體人經過對人類文明的研究後發現，人類的科技發展真是太快了，短短二百年的時間就實現了技術爆炸，技術爆炸就是指短時間內技術實現質的飛躍，比如美蘇爭霸使美國在短短的數十年時間裡就實現了首次登月。這是三體社會不可想像，三體一直是勻速發展，而人類社會科技是指數級發展。這樣看來，等他們四百年後到達地球后，地球的科技水平早已超過了三體。所以，要把地球的科技給鎖死。於是三體人把質子從高維展開至二維，雕刻成智能計算機，再捲縮成質子，以光速抵達地球，專門干擾人類的高能物理實驗，鎖死人類在物理學上的研究，另一方面監視人類的一舉一動。
同時，三體人需要地球人類的幫助，於是出現了由人類組成的三體組織，相當於偽軍吧，三體組織的實際控制者是一位名字叫伊文斯的美國富二代，他為什麼要幫助三體人侵略地球呢？因為伊文斯看到地球科技的發展，人類破壞環境，並對他的保護環境的做法非但不領情還指責，於是他覺得人類是邪惡的，不配有生存的權力，而剛好在葉文傑的流放期間，他和葉文傑有過幾次接觸，後來也互通書信，葉文傑把三體世界的事告訴了他，他當即利用父親留給他的幾十億資產成立了地球三體組織，並把三體組織的總部設在一艘名叫“審判日“號的在型郵輪上，祕密地歡迎三體人的駕臨，與三體人互相通信，並稱三體人為“主“，並花巨資開發了一款遊戲《三體》，玩家通過遊戲瞭解三體世界，全部通關後就會有專門的客服與之聯繫，將被正式邀請成為三體組織的成員，新成員加入組織後的第一句話是：現在，我們是同志了；他們的口號是：消滅人類暴政，世界屬於三體。而此時，人類政府還不知道有三體人的存在。
以上內容是過去時。
幾年後，葉文傑的女兒楊冬，繼承了母親的衣缽，也是從事物理學的研究，但是她從葉文傑的口中得知地球的基礎物理學已經被三體的質子鎖死了，人類不可能在微觀物理學上有任何的進展，於是，楊冬自殺，隨著楊冬的自殺的還有其他的幾位“科學邊界“的科學家，”科學邊界“是一個世界級的科學家協會，接連幾位科學家的自殺引起了政府的重視，中國政府派一位名叫汪淼的研究納米分子的人來調查這件事的來龍去脈，因為汪淼與科學邊界協會的一些成員有接觸，所以，打算派他打入協會內部去調查真相。汪淼首先找到楊冬的男友丁儀，打入了協會內部，認識了不少協會內部的科學家，在丁儀的推薦下汪淼認識了葉文傑，從葉文傑這裡他得知四光年外一個外星艦隊正在向地球方向駛來，將在四百年後到達地球，而在此期間，地球上的基礎物理學已經全部被鎖死。
至此，正式拉開序幕，這個時候人類才知道三體人的存在，而這個文明社會正在來侵略地球的路上，在此之前，只有三體組織的人才知道三體的存在。各國政府立刻團結起來，商量對策，聯合國秉持著攘外必先安內的宗旨，決定先消滅地球上的三體組織，在“古箏行動“中，審判日號被摧毀，伊文斯也被殺死。人類從審判日號上獲取了大量有關三體人的信息，通過對海量信息的整理和閱讀，人們發現，人類文明與三體文明根本不在一個量級上，與三體人相比，人類只不過是只蟲子。但是作為蟲子，卻不能等死，還得反抗。通過對三體人的研究，人類發現，三體人的思維是透明的，想什麼一眼就能看出來，沒有人類的三十六計，於是聯合國整了個面壁計劃，說白了就是背後玩陰的，於是聯合國選了四個面壁人。就是選幾個面壁人專門針對四個世紀後即將到來的三體戰艦制定一系的防禦措施，這些面壁人可以擁有極高的權力，可以隨意調動全世界的各種資源為己所用，而且沒有義務告訴別人為什麼要這麼做。
面壁計劃有四個人選，前三個都是國際知名人物，總統、科學家之類的，第四個是一箇中國人，名叫羅輯，一個最普通不過的人物，他還愛上過自己小說中的人物，為什麼選他，聯合國也不知道為什麼，只是因為他是唯一一個被三體人要求要消滅的人，但是伊文斯還沒來得及消滅他，就隨著審判日號巨輪覆滅了。
羅輯是楊冬的朋友，學得是社會學，在一次去給楊冬掃墓的時候碰上了楊冬的母親葉文潔，葉文潔與他拉拉家長，並告訴他兩條宇宙學公理：一、生存是文明的第一要責，二，文明需要不斷地擴張，但是宇宙中物質的總量不變；還告訴了他兩個名詞：猜疑鏈和技術爆炸。就因為這些，他被三體人列為通輯追殺的唯一人類。
面壁計劃執行後，殘餘的人類三體組織立即開展了相應的破壁計劃，最終前三個面壁人的計劃全部被破除，面壁人也被殺死，只有羅輯沒有被破壁，因為他也沒壁可破，學社會學的羅輯在破壁計劃正式執行之後，也沒什麼能力做什麼面壁計劃，乾脆回到鄉下逍遙去了，但由於他是三體唯一指定要消滅的人類，還得保護他的安全。
另一方面三體艦隊為了及早抵達地球，先行派了一個探測器向地球飛來，由於探測器體積小，像水滴，人類便稱之為水滴，人類通過天文望遠鏡觀測到了水滴的艦跡，但是派它來地球的目的是什麼，人類並不知道，根據其速度判斷，水滴將在兩百年後到達地球。由於水滴的目的不明確，人類很慌，於是趕緊讓羅輯想辦法，羅輯，屌絲一枚，沒什麼辦法，於是聯合國派人綁架了羅輯的妻兒，逼他想辦法，羅輯被逼無奈，突然腦子裡靈光乍現，提出向宇宙中發射某顆恆星系的座標，並預測這顆恆星未來會有變化，並囑咐聯合國，等這顆恆星了出現變化的時候把它叫醒，而這顆恆星距離地球五十光年，等地球能收到這顆恆星的變化的時候，至少也是五十多年以後的事了。之後，羅輯進入冬眠，冬眠就是把人低溫冷凍，可以保存很長時間的一種技術。冬眠的不止羅輯一個人，還有許多當代的物理學家和一些想去往未來的人。
一百八十年後，羅輯被叫醒，此時他發現，人類已經全部將城市建在地下幾十公里的地方。地面上已經少有人居住。羅輯以為被他詛咒的那顆有變化，但被告知並沒有什麼變化。在這一百八十年的時間裡，人類的的基礎物理學沒什麼進步，但是應用技術大漲，人類已經造出了太空艦隊，幾千艦太空戰艦線成了星艦地球，已經獨立成了一個國家。這一代人類信心爆鵬，認為就算三體人來了，也可以與之一戰。一年後，三體人的水滴探測器進入太陽系，人類的太空艦隊決定派兩千艘戰艦去戰水滴，其中有一艘戰艦（自然選擇號）不戰自退，脫離艦隊，逃離了太陽系，太空艦隊派了五艘戰艦（其中有藍色空間號）去追擊。
另一方面水滴在進入艦隊附近的時沒有表現出半點攻擊性，相反，人類被它優美的曲線和製造工藝驚呆了，以為這是三體人派來的和平鴿，是來示好的，想當然的人類開始同情三體人頑強不息的求生本能，甚至已經開始起草了三體人在太陽系的安頓方案，可是隨後被打臉了，水滴用它堅硬的外殼連續用最原始的撞擊的方式消滅了人類的迎戰的兩千艘戰艦，除了逃離和追擊的幾艘戰艦除外，還有“青銅時代號”戰艦“量子號”在與水滴交戰中逃離了地球，飛向外太空，人類一下子懵逼了，在三體人面前，人類果然是蟲子，一個探測器就能滅掉人類所謂的太空艦隊。
交戰前叛逃的自然選擇號以及以藍色空間號為首的追擊艦隊得知地球艦隊全軍覆沒，遂達成共識，感謝自然選擇號的叛逃給人類文明留下了火種，他們決定不回地球，飛向18光年外的人馬星座。但由於每艘戰艦的補給能源有限，五艘戰艦因為相互猜疑，為了生存發生交戰，只有藍色空間號倖存下來，繼續飛往外太空。另一方面，青銅時代號和量子號戰艦也因資源原因發生衝突，最後青銅時代號倖存下來，飛向宇宙深處。
一下子地球成了水深火熱的地方，與之前的信心爆鵬相比，現在可謂是冰火兩重天，水滴毀滅了太空艦隊後，並沒有大肆攻擊人類城市，而只是停留在地球上空的某一處軌道，對準太陽發射干擾電波，阻止人類利用太陽作為放大器向宇宙發射信號（就像葉文潔那樣），就在人類手足無措之際，人們觀測到一百八十年前羅輯詛咒的那顆恆星發生了爆炸，原因是被一個不大的物體以接近光速的高速撞擊（人類稱這個物體為光粒），於是羅輯被封為救世主，羅輯發現自己之前的推測是正確的，於是公佈他的宇宙社會學理論：宇宙就是一座黑暗森林，每個文明都是帶槍的獵人，竭力不讓腳步發出一點兒聲音，因為林中到處都有與他一樣潛行的獵人。如果他發現了別的生命，能做的只有一件事：開槍消滅之。在這片森林中，他人就是地獄，就是永恆的威脅，任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅。
這套理論就是黑暗森森法則。但是很快人們發現，羅輯除了提出一個黑暗森林的理論，也沒什麼能力拯求地球，於是，開始唾棄他，（人性醜惡一面的暴露），但是三體人不知道的是，在面壁計劃執行期間，前三個面壁人在太陽系邊緣地帶部署了大量的核彈，一旦引爆，太陽系將暴露在宇宙中，與太陽相鄰的三體星也將隨之暴露，而核彈的引爆器是與羅輯的生命相連的，羅輯一旦死亡，核彈將引爆，羅輯以此來要挾三體人，通過質子與三體人聯繫上了。三體人為了自身的安全，從太陽系撤出了水滴探測器，同時，三體人在羅輯的要挾下幫助人類重建引力波發射器，一旦三體人進攻地球，引波發射器將向全宇宙廣播三體的座標，引力波發射由羅輯執掌，稱為執劍人。另外，三體還要幫助人類重建物理學研究，三體人全部照辦。
人類社會的危機解除了，社會又安寧了，人類是一個不知居安思危的物種，再多的痛苦的回憶都會在和平的年代被抹平，和平沒幾年，有人想起來了飛向外太空的藍色空間號和青銅時代號飛船，地球方面向他們發送了信息，說地球與三體已經建立了威懾，地球安全了，你們回來吧。兩艘戰艦收到信息，決定立刻返回。其實這是一個陰謀。先行返回的青銅時代號在返回地球后，船上的船員隨即被以謀殺和反人類的罪名判刑逮捕（和平年代就要準備秋後算帳了），船員全部被的押往人類在外太空設立的監獄，在被押送前，青銅時代號艦長向藍色空間號發送了一條信息：這裡不是家！藍色空間號收到信息後，立即加速逃往外太空。地球方面隨即派搭載有引力波發射器的“萬有引力”號戰艦和兩顆三體人的水滴探測器向藍色空間追擊，這一追就是五十年。
地球維持了五十年的和平，這期間人類科技飛速發展，多數人都忘了當年人類艦隊全軍覆沒的場景。同時羅輯也因為掌管著引力波發射器與世隔絕而成了人們眼中的獨裁者，同時，現在對於黑暗森林法則有所懷疑，認為當初被羅輯詛咒的恆星爆炸不過是個巧合而已，無法證明真實性，而且，也許那顆恆星上有生命，如果真有生命的話，羅輯就犯有滅絕一個世界的罪名。所以，人們決定更換執劍人。換誰，一個叫程心的女人。
在人類與三體世界威懾剛剛建立之初，人類為了監視三體人，打算派一個人打入敵人內部，好老的套路！！但是發射器載重量只允許攜帶一顆大腦，於是程心推薦了自己患上癌症快要的同學雲天明，雲天明暗戀程心，於是答應，死後把大腦捐出來，送上飛船，打入三體人內部，臨走前，雲天明還買了顆天上的恆星送給程心，雲天明走後，程心進入冬眠，直到要更換執劍人的時候，才被喚醒，程心成功地競選當上了執劍人，她要用愛來感化兩個世界，使兩個文明和平共處。
程心剛從羅輯手中接過引力波發射器，三體人的水滴就展開了對太陽系內人類艦隊的攻擊，這是程心萬萬沒有想到的，這也與她想的不一樣，最後時刻，她把發射器扔了出去，水滴也破壞了引力波發射器，至此，人類對三體世界的威脅徹底消失，三體艦隊又要回來了。程心，用她所謂的愛給全人類帶來了滅頂之災。
就在水滴對太陽系艦隊發起攻擊的時候，尾隨萬有引號飛船追擊藍色空間號的水滴也對兩艘戰艦發起進攻，但由於藍色空間號進入四維空間，輕鬆從內部破壞了水滴，沒有被破壞。
三體人在與人類交流的過程中，也學會了爾虞我詐的伎倆，所以，幾十年裡三體世界幫助人類重建科學，就是為了麻痺人類，讓人類相信是可以和三體友好相處的，三體人也正看中了程心不會觸發引力波發射器，才敢在交接完成後立即對地球展開進攻。尾隨萬有引力號的水滴也正是出於此目的，在適當的時候毀掉萬有引力號的引力波發射器。
解除了地球對三體的威脅後，三體人隨即發射了第二波艦隊駛向地球，從第一波艦隊起航至今，三體人的科技也發生了重大變化，他們已經造出了光速飛船 ，第二波光速飛船起航後將在幾年後到達地球。
機器人智子（人類製造的人工智能人形機器人，但受質子的控制，她是三體在地球的代言人）將全球的四十億人口趕往三體人給人類的自留地澳大利亞。又是一次惡夢，四十億人擠在澳大利亞，人口密碼高達每 平方公里六百人。生活物資短缺。但是仍然有不少人類沒有來澳大利亞，他們分為三撥，一撥是太空人類，他們一直在外太空居住，比如在木星修建的地下空間裡；還有一撥就是三體僱傭軍，這是三體向全人類招募的治安軍隊，在原各大洲駐紮，等待三體人的到來；最後一撥就是不滿三體人的行為的一類人，躲在暗處，祕密地和三體人作鬥爭，算是地下黨吧。
這是三體人的滅絕人類計劃，把全人類擠在一個小小的澳大利亞，經過激烈的資源爭奪，最後只剩下三千萬人。當然，這個計劃沒有實現，因為在外太空的“萬有引力”號飛船和藍色空間號飛船伏擊了水滴後，立刻就明白了，這是三體的陰謀，於是，萬有引力號飛船啟動了引力波發射器，公佈了三體星系在宇宙中的位置。這條信息被三體人收到後，三體人決定跑，因為宇宙中必定存在著比三體更高級的文明。於是三體人撤回了所有在太陽系內的質子和水滴探測器，已經向地球方向駛來的飛船也掉頭返回，逃向宇宙深處。不久後，人類也得知萬有引力號廣播了三體的座標，得知三體艦隊已經離開地球。於是人們開始各回各家，這時候，當初被三體僱傭的治安軍隊成了人類打擊報復的對象，全部被以漢奸罪名判刑，流放出地球，而那些地下黨則成了人類中的英雄。備受追捧。
這個時候，機器人智子找到程心，說雲天明要找她，原來，攜帶雲天明大腦的發射器被三體人截獲了，三體人利用大腦復活了雲天明，去天明通過質子和程心進行了視頻通話。通話裡，雲天明給程心講了三個小故事，講完故事後雲天明隨三體艦隊逃亡。幾年後，人們觀測到三體星中的一顆恆星被光粒摧毀，三體行星被吞沒，被摧毀的手段與被羅輯詛咒的那顆恆星如出一轍，三體世界滅亡，只有少數艦隊逃了出去。。至此，黑暗森林法則被正式證明是存在的。
人們認為雲天明講的三個童話必有所指，於是著手破譯，按照人們的理解，得出兩條重要信息，被摧毀的恆星都是被光粒撞擊的，那麼當太陽被光粒的時候躲在遠日的巨型行星背面應該就是安全的，於是，人們根據這個，在木星後面修建掩體，以期躲過末日打擊，同時，製造光速飛船逃離太陽系，尋找新家園。程心通過轉讓雲天明送給她的恆星的所有權獲得了鉅額財富，於是成了公司，研究光速飛船，但當飛船以光速飛行的時候容易留下航線軌跡，進而暴露人類，這是在人類在觀測三體人的光速飛船時發現的。於是，程心制止了光速飛船的開發，最終只有一艘光速飛船被造出來。
但還有一個故事人類百思不得其解，故事中，王子為了奪權篡位，請一位有畫師將所有篡位路上的障礙全部畫進畫裡，這些人一旦被畫進畫裡，也就從三維世界永遠消失了。這另人們百思不得其解
N年後，宇宙神級文明的歌者文明在經過太陽系和原三體星系附近時發現了人類，決定用光粒清理一下，但歌者隨即發現太陽系有許多遠日行星，生命可以藏在遠日行星背面避免打擊。於是，歌者向長老申請使用二向箔，二向箔是什麼？就是能將三維物體二維化的一張沒有厚度的箔，也就是降維打擊，歌者隨手將二向箔拋向太陽系，太陽系隨即由三維向二維跌落。在跌落前，程心被送往光速飛船，逃出太陽系，但由於程心禁止了光速飛船 的製造，只造 出來一艘，全人類覆滅。程心，又一次用她的愛滅了全人類。
程心搭載的光速飛船飛往一千萬光年外的一顆藍星，由於相對論的原因，飛船在幾十個小時後到達藍星，而此時藍星已經過去了一千萬年。藍星上，程心見到了藍色空間號飛船上的關一帆，並發現雲天明給她送了一個小宇宙，小宇宙就是脫離大宇宙的存在，相當於一個次元空間吧。關一帆和程心開始了小宇宙的二人世界。
N年後，宇宙大神級文明歸零者用整個銀河系的能量向全宇宙發送超膜廣播，說我們現在要讓宇宙歸零，重新大爆炸，回到十一維的宇宙田園時代，請建了小宇宙的文明把從大宇宙裡偷走的質量拿出來，否則宇宙將無法完成歸零和大爆炸。程心，在最後時刻留下了五公斤的物質做紀念，然後...死神永生。