A földlakók túlélésének egyetlen záloga a Mars. Ha az oda küldött expedíciónak sikerül megtelepítenie a vörös bolygó felszínén bizonyos oxigéntermelő növényeket, az emberiség reménykedhet abban, hogy a legbátrabbak új lakhelyet találnak ott. Ha nem sikerül, a pusztulás előtt álló Földdel együtt pusztulnak majd mindazok, akik még rajta élnek. Kate Bowman parancsnok legénysége azonban nem embertársaiért, hanem saját életéért küzd. Kényszerleszállásukat követően minden kommunikációs és önvédelmi felszerelésüktől megfosztva bolyonganak a sivatagban. Egyetlen géptársuk, a felderítésre és kutatásra kifejlesztett gépkutya ellenük fordul, és mintha ismeretlen, távolról érkező utasításoknak engedelmeskedne. Bowman parancsnok visszatérhetne a Földre, de nem akarja sorsára hagyni legénységét, és különösen nem szerelmét, Gallaghert.