Tulevikus, kus teaduse areng võimaldab olemasolu, usaldavad inimesed kõik oma elu aspektid keerukatele robotitele, mida nimetatakse Meccas. Emotsioonid on masinate evolutsiooni viimane piir. Kuid kui edasijõudnud robotlaps nimega David on programmeeritud armastama, pole inimesed tagajärgedeks valmis.
Arthur Dentil (Martin Freeman) on väga halb päev: tema maja on määratud lammutamisele, ta saab teada, et ta parim sõber on tulnukas ning selgub, et planeet Maa hävitatakse, kuna see jääb ette tulevasele kosmilisele kiirteele. Arthur asub teekonnale, mille käigus selgub elu mõte, et asjad pole nii nagu paistavad, ja et kõik, mida tal on vaja teada, seisab kirjas ühes raamatus: "Pöidlaküüdi reisijuht galaktikas"
Missiooni ülem Kate Bowman on piloot ja 21. sajandi kõige olulisema missiooni ülem: inimkonna päästmiseks. On aasta 2050, Maa on suremas ja Marsi koloniseerimine on ainus alternatiiv hävitamisele. Bowman ja tema meeskond on selle teekonna läbi teinud, et uurida, mis põhjustas projekti Mars Terra-Forming nurjumise, ja seda parandada. Kuid see, mis juhtub, kui nad sinna jõuavad, on palju hirmutavam, kui keegi oleks osanud arvata: õnnetuse maandumine jätab nad ilma teadus-, kommunikatsiooni- ja päästevarustuseta ning põhjustab nende sõjaväeluurimis- ja kaardistusrobotite ebaõnnestumise, muutudes nende vaenlaseks ja jagades rühmituse halastamatult. Houstonit käsklusi täites keeldub Bowman hülgamast Gallagherit, kellega ta jagab tihedat sidet, ja ülejäänud meeskonda ning üritab neid tagasi kõrgustesse suunata.