P．K．ディックのSF小説をアーノルド・シュワルツェネッガー主演で映画化。近未来の地球で一般労働者として働くクエイドは“リコール・マシン”の体験で本当の自分が圧政者の片腕だという事実を知る。そして、彼は記憶を取り戻すべく火星に向かう。

人類初の有人火星探査となる宇宙船カプリコン1号が打ち上げられることになった。しかしその打ち上げ数分前、三人の乗組員のブルーベイカー、ウィリス、ウォーカーは管制スタッフや見物客などに見つからぬように船内から連れ出され、砂漠の真ん中にある無人の古い基地へと連れていかれる。ロケットが無人のまま打ち上げられているとき、三人には本計画の責任者であるケラウェイ博士から、事情の説明と新たな指令がくだされる。

謎の円盤型飛行物体が地球に飛来し、事件を巻き起こす。テレビジャックにより人類にコンタクトを取ってきた「ミドリ人」と名乗る宇宙人は、巨大な脳に大きな目、骸骨のような口元の奇怪な緑色の生物だった。 見栄えばかりを気にするアメリカ大統領デイルは、政権内が穏健派と過激派にわかれる中、異星人を大々的なセレモニーで歓迎することにする。大統領の周囲は、ヒステリーな妻マーシャ、シニカルな大統領の娘タフィにお調子者の広報官ジェリー、楽観的なケスラー教授、ベトナム以来の鬼将軍デッカーという面々だった。

火星ロケットを設計する技師が、妻をピストルで撃ってしまい、ロケットで火星へ逃げる。そこでは火星の女王アエリータが大臣と権力闘争を繰り広げていた。ロケットで同行した赤軍兵士は、火星の奴隷たちを煽動し蜂起させる……。

2050年。地球は環境汚染によって破壊され、人類の希望は新天地・火星に委ねられていた。だが大量の藻を送り込み、酸素を発生させるという火星地球化計画はデータ送信の不通という結果となった。原因を調査すべく科学者グループが火星に向かったが、太陽フレアの影響で宇宙船はダメージを受け、船長以外のクルーは着陸船で火星に降り立つことになってしまう。