時間進入2050年，現代文明的發展和生齒數量的激增反而令地球不勝重負，原本美麗的星球已經不再適合人類居住。為了尋找新的生存之地，科學家們將目光所定在與地球環境最為相似的火星。在過去的幾十年里，他們不竭向火星發射無人飛船，試圖運用現代科技來改善火星上相對惡劣的居住環境。然而當一切初見成果之時，火星上的機器卻突然出現故障，移民火星的計劃被迫障礙。地球的狀況越來越讓人擔憂，為了盡快排除故障，由凱特·鮑曼（凱瑞-安·莫斯 Carrie-Anne Moss 飾）、羅比·加萊爾（方·基默 Val Kilmer 飾）等頂尖科研職員組成的探險隊奉命前往人類從未涉足的紅色星球。他們的旅程從一開始便注定布滿磨難，隊員們不但要面對惡劣的外星環境，他們的友情和信賴也承受著巨大的考驗……