En ekspedition til Mars går galt, da astronauten Mark Watney bliver fanget i en voldsom storm. Hans kolleger tror, at han er død, og de rejser tilbage til Jorden uden ham, men Mark har overlevet og er nu strandet alene på den ugæstfri røde planet. Han må klare sig med et minimalt forråd og bruge al sin energi og forstand på at finde en måde at overleve på. Samtidig skal han finde en metode, som han kan bruge til at sende nødsignaler til Jorden. Men selvom det lykkes ham at få sendt signalerne, vil det tage flere år for NASA at få sendt en redningsmission til Mars. Hvad skal han stille op?

Marineofficeren Avanti Planetaros sætter sig for at kortlægge himmelrummet og udforske dets planeter. Sammen med ingeniøren dr. Krafft bygger han et himmelskib, der skal fragte ham og hans mandskab til fjerne galakser. Da skibet står klar, drager Avanti og co. ud på en lang rejse, der ender på Mars. Her lever et fredselskende, frugtspisende folk, der nok kan lære menneskene et og andet.

Borgerkrigsveteranen John Carter bliver på mystisk vis overflyttet til Mars, hvor han finder en planet hvor indbyggerne er fire meter høje barbarer. Da han bliver taget til fange, må han flygte, men lander i stedet i armene på prinsessen Dejah Toris, der er desperat efter at finde sin egen personlige helt. John Carter havner midt i en konflikt mellem planetens indbyggere og sætter sig for at redde Mars og dens befolkning.

I 2050 er jorden slidt ned i en grad, der snart vil gøre den uegnet til beboelse. Derfor har man iværksat et storstilet projekt for at terraforme Mars, så den store planet kan blive beboelig for mennesker. Men et eller andet går galt på den røde planet og en redningsaktion bliver iværksat. Desværre styrter redningsholdet ned på Mars og skal nu både opklare mysteriet og rede sig selv.

Den første bemandede ekspedition til Mars er forsvundet uden et spor, indtil rumskibet pludselig bliver fundet intakt. Kun to medlemmer af dem oprindelige ekspedition er stadig ombord. Den ene astronaut er bevidstløs på grund af en mystisk fremmed vækst, den anden har mistet sin hukommelse, formentlig på grund at de forfærdelige ting, ekspeditionen stødte på. Men hvad var det egentlig, der skete på den røde planet?