时间进入2050年，现代文明的发展和人口数量的激增反而令地球不堪重负，原本美丽的星球已经不再适合人类居住为了寻找新的生存之地，科学家们将目光所定在与地球环境最为相似的火星。在过去的几十年里，他们不断向火星发射无人飞船，试图运用现代科技来改善火星上相对恶劣的居住环境。然而当一切初见成果之时，火星上的机器却突然出现故障，移民火星的计划被迫停滞。地球的状况愈来愈让人担忧，为了尽快排除故障，由凯特·鲍曼、罗比·加莱尔等顶尖科研人员组成的探险队奉命前往人类从未涉足的红色星球。他们的旅程从一开始便注定充满磨难，队员们不仅要面对恶劣的外星环境，他们的友情和信任也承受着巨大的考验……