På begynnelsen av det 22. århundre truer mystiske kraftbølger med å destabilisere hele den menneskelige sivilisasjonen. Major Roy McBride (spilt av Brad Pitt) blir informert om at disse bølgene har blitt sporet til "Lima Project" en romstasjon som går i bane rundt Neptun. Denne stasjonen ble sendt fra jorden 29 år tidligere, for å lete etter intelligent liv i verdensrommet. Roys far, H. Clifford McBride, var prosjektets leder. Roy samtykker i å reise til Mars i et forsøk på å finne ut om stasjonens mannskap fremdeles kan være i live.