影片讲述一位舞者在争取柴可夫斯基芭蕾舞剧《天鹅湖》的主角过程中努力保持理智的故事。妮娜·娜塔莉·波特曼（Nina Natalie Portman）是一位芭蕾舞演员，非常适合在史莱姆湖中扮演白山的角色，但不会像第二位舞者莉莉那样取代害群之马。妮娜不遗余力地探索自己的阴暗面，在强烈的心理信号下，逐渐偷偷进入了的角色。 故事从一场梦境开始。梦中，芭蕾舞者妮娜作为领舞在灯光下翩翩起舞。醒来后她回味着梦中情景，但现实生活却并不像梦中那样美好。妮娜是纽约芭蕾舞剧团一个普通的舞者，她的母亲艾丽卡曾经也是一名芭蕾舞者，为了生下她放弃了事业与梦想，却被妮娜的父亲抛弃。她将希望寄托于女儿，从小培养妮娜跳芭蕾。

在母亲无微不至的照顾下，妮娜被保护得很好，因此性格单纯。 导演曾说过“这部电影最棒的一点是娜塔莉的选角”，他在2000年前后第一次与娜塔莉·波特曼谈论这个项目，当时还没有剧本，只有拍摄一部关于芭蕾舞世界的电影的想法，然后导演发现她对芭蕾舞很着迷，想扮演一个舞者。

在谈及加入《黑天鹅》的原因时，娜塔莉·波特曼还提到自己努力寻找需要更加成熟的角色。娜塔莉·波特曼13岁时曾开始学习芭蕾，在电影拍摄前六个月，她接受纽约市芭蕾舞团一位资深舞者的训练指导，还做了游泳等训练，以达到舞蹈家的体形。 妮娜的生活本来全部由母亲掌控，因此她虽已成年，但仍乖巧温顺。但在单纯顺从的表象下，妮娜也渴望独立和成长。由于需要在新剧中同时扮演纯洁无瑕的白天鹅和放浪邪恶的黑天鹅，为了艺术的完美，妮娜开始探索自己阴暗的一面。

肩背上的抓痕就是她内心的黑天鹅迫不及待挣脱的象征，而指甲就是“黑天鹅”挣扎出茧的武器。母亲用力地剪指甲代表母亲对妮娜的管教与束缚，妮娜自己剪去指甲则象征她在道德规则下的自我约束。随着抓痕越来越严重，剪指甲时流出鲜血，这象征着妮娜内心的欲望已经渐渐完成觉醒。莉莉是妮娜的竞争者，她热情迷人，能够比妮娜更完美地诠释黑天鹅一角，两只天鹅的冲突就是妮娜内心的冲突。在化妆间里想代替妮娜出演黑天鹅、与妮娜激烈争斗的莉莉，实际上是妮娜自己与生俱来的天然冲动，两人的打斗就是她潜意识的欲望与自己的理智之间激烈的对抗。当妮娜刺死了这个“莉莉”、拖进浴室后，黑天鹅已经完全突破了桎梏，妮娜的潜意识中的冲动真正占据了她的人格，并最终战胜了理智。 该片还受到一些芭蕾舞舞者的批评，《卫报》采访了四位英国专业芭蕾舞蹈演员，他们认为影片体现了关于芭蕾舞的“陈词滥调”，皇家芭蕾舞团的首席舞者爱德华·沃森说：“这部电影展示了芭蕾舞者追求完美的动力，但它使我们所做的事情看起来如此无趣和可笑。它没有展示为什么芭蕾舞对我们如此重要——为什么我们要如此努力。