Sarah Loreau (Eva Green), o astronaută și om de știință, își vede visul devenit realitate când este aleasă să participe la o misiune de un an la bordul Stației Spațiale Internaționale. Pe măsură ce începe un intens antrenament fizic și mental, ea trebuie să se împace cu ce va însemna pentru ea să-și părăsească fiica în vârstă de 7 ani. În timp ce data plecării se apropie și se confruntă cu mai multe provocări alături de echipa internațională condusă de un important astronaut NASA (Matt Dillon), angajamentul lui Sarah față de slujba ei și datoria ei ca mamă sunt supuse testului final.

Atunci când pe Pământ are loc un eveniment care duce la confruntarea directă între SUA și Rusia, ambele națiuni își contactează în secret astronauții aflați la bordul ISS și le cer să preia controlul asupra stației prin orice mijloace necesare.

Povestea plasată într-o lume post-apocaliptică urmărește aventurile în paralel ale lui Augustine (Clooney), un singuratic om de știință din Arctica și ale unui astronaut aflat la bordul navei spațiale Aether, care încearcă să revină pe Terra, în vreme ce Augustine se află într-o cursă contracronometru pentru a stabili legătura cu nava.