Han er alene, 380.000 kilometer hjemmefra. Sam har en treårs kontrakt med Lunar Industries og arbejder alene på månebasen sammen med GERTY, en intelligent supercomputer. Men så begynder der at ske nogle mærkelige ulykker, og Sam får en fornemmelse af, at han bliver iagttaget.
To passagerer rejser til en ny planet. Rejsen tager en katastrofal drejning, da deres dvalemoduler på mystisk vis vækker dem 90 år før ankomst. Da rumskibets system fejler, bliver de nødt til at redde de 5.000 andre passagerer, der stadig ligger i dvale.