公元2020年，世界空間站啟動(dòng)載人火星登陸計(jì)劃。盧克·格萊姆（唐·錢(qián)德?tīng)栵棧┞暑I(lǐng)的四人科考組成功著陸后，在探測(cè)火星表面異常影像時(shí)遭遇成員離奇死亡。空間站隨即派遣伍迪·布雷克（蒂姆·羅賓斯飾）帶領(lǐng)救援組前往火星，但途中飛船接連發(fā)生燃料泄漏、設(shè)備故障并導(dǎo)致人員傷亡。抵達(dá)后救援組發(fā)現(xiàn)科考站殘留的未知生物痕跡，最終在火星洞穴中找到存活的盧克。通過(guò)破譯外星遺跡中的全息影像，他們證實(shí)火星文明在十億年前將攜帶人類DNA信息的球體送往地球。為確保樣本安全返航，布雷克在飛船燃料不足時(shí)主動(dòng)留守火星，最終盧克與幸存隊(duì)員攜帶關(guān)鍵數(shù)據(jù)返回地球。