L'action se déroule à Alexandrie au ive siècle.
Un moine cénobite, Athanaël, cherche à convertir au christianisme Thaïs, courtisane célèbre dévouée à la déesse Vénus. Il y réussit, et Thaïs s'enferme dans un couvent jusqu'à sa mort prochaine. Athanaël découvre trop tard que son obsession pour Thaïs était teintée d'amour charnel, et alors que Thaïs meurt dans la joie de la rédemption, il renie sa foi et désespère.
Athanaël, l'ascète rigoriste révèle peu à peu le fond de sa personnalité : c'est un séducteur perdu de sensualité, tandis que Thaïs la courtisane qui "connaît toutes les ivresses" réalise ses aspirations les plus profondes en renonçant au monde. Le croisement entre ces deux parcours personnels est marqué, au milieu de l'opéra, par la très célèbre "Méditation religieuse" de l'acte II, confiée au violon solo, aujourd'hui connue sous le nom de « Méditation de Thaïs », et souvent jouée en concert. Inspiré par ces deux puissants caractères, Massenet a su en faire des êtres de musique et de chair, et chacune de leurs confrontations marque un temps fort de l'ouvrage.
