Programa de Talentos gira em torno de Chyna Parks (China Anne McClain), um prodígio musical de 11 anos de idade, que acaba de se tornar a mais nova integrante do “Programa de Talentos” (Talentos Naturalmente Avançados) na escola de ensino médio Webster, em São Francisco, Califórnia. Em seu primeiro dia, ela conhece Olive Doyle (Sierra McCormick), uma menina que tem uma memória eidética, e Fletcher Quimby (Jake Short), um gênio artístico que desenvolve uma paixão por ela, e eles logo se tornam seus melhores amigos na escola. Eles passam a entrar em aventuras múltiplas, usando seus talentos para tirarem vantagem.

A menina mais Poupular Lexi Reed (Stefanie Scott), passa a intimidar Chyna, por achar que ela é uma adversária a tomar seu posto de estrela da escola. Cameron (Carlon Jeffrey) é irmão mais velho de Chyna e tenta evitá-la na escola o quanto ele pode, com medo de que ela seja uma vergonha para ele.