Black Box é um projeto escrito por Amy Holden Jones (Proposta Indecente) e produzido por Bryan Singer (X-Men) e Ilene Chaiken (The L Word). Catherine Black (Kelly Reilly) é uma neurocientista reconhecida internacionalmente. No topo de sua carreira, ela parece ter conquistado tudo o que desejava na vida. Semana após semana, ela tenta desvendar os mistérios do cérebro, enquanto esconde o próprio segredo de ser bipolar. E essa é apenas uma das muitas coisas que ela esconde de sua família e de seu noivo.
No elenco também estão Ditch Davey (Spartacus), David Ajala (visto em Misfits e Black Mirror), Ali Wong (Are You There, Chelsea?), David Chisum (visto em Dexter), Siobhan Williams (Heartland e vista em Hell on Wheels), Terry Kinney (Oz, The Unusuals, The Mentalist e NYC 22), Laura Fraser (Lip Service, Breaking Bad), Vanessa Redgrave (Nip/Tuck, Call the Midwife), Audrey Esparza (vista em The Following e Golden Boy), Tasso Feldman, Aja Naomi King (Emily Owens M.D.), Tracee Chimo (Orange Is the New Black), Sepideh Moafi (vista em Nurse Jackie e Unforgettable) e Rachel Brosnahan (House of Cards, The Blacklist).