L'astronauta Mark Watney, botànic i enginyer mecànic, és donat per mort i queda atrapat al planeta Mart quan la tripulació de l'Ares 3, a causa d'una emergència, ha d'evacuar el lloc d'aterratge i tornar a la Terra. Sense la seva tripulació, es veu obligat a sobreviure i trobar la manera de tornar a la Terra, abans que se li esgotin els subministraments. Mentre els seus companys astronautes pensen que ha mort, la N.A.S.A. descobreix, a través d'un satèl·lit, que continua viu, i comença a treballar sobre el seu rescat, ocultant-ho a la resta de la tripulació.

La doctora Ryan Stone coincideix en el seu primer viatge espacial amb l'experimentat astronauta Matt Kowalski, que gaudeix de l'última missió de la seva dilatada carrera. Però el que havia de ser una missió rutinària, aviat es converteix en un malson. L'impacte d'un míssil provoca una reacció en cadena que fa que les restes d'un munt de satèl·lits afectats arribin a l'estació espacial on estan treballant la doctora Stone i en Kowalski.