公元2020年，聚集了很多顶尖科学家的国际空间站（World Space Station）正在进行一项载人飞船火星登陆方案。由卢克·格莱姆（Don Cheadle 饰）带领的4人小组成功抵达这颗无人星球，他们在此发现一些古怪现象，随后小组成员也连续毙命。为了查询这起悲惨剧 的原因并寻觅或许的生还者，空间站派出伍迪·布雷克（蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins 饰）带领的救援小组前往火星。 但是救援小组也遭受许多苦难，船体损坏、机器失灵、燃料走漏、成员逝世等等，无一不在消磨着救援人员的斗志。抵达火星后，布雷克他们找到了卢克船长，继而发现亿外年前外星人留在火星上的遗址和信息，这一切都与人类有着千丝万缕的联系……。
