19世紀末，俄羅斯姑娘娜迪亞為追尋作為極地科學探險家的祖父足跡，在婚禮前夕毅然逃離圣彼得堡，加入由性格暴戾的老船長葉夫根尼·卡爾波夫率領的北極探險隊。這支由各國科學家和雇傭兵組成的隊伍實則暗藏秘密任務——尋找二十年前失蹤的"北極星號"科考船殘骸及其攜帶的關鍵地磁數據。娜迪亞憑借祖父遺留的極地手繪圖和專業知識，在零下五十度的冰原上與隊員共同對抗暴雪、極地幻覺和食物短缺等危機。當探險隊在法蘭士約瑟夫地群島發現祖父刻有坐標標記的銅制六分儀時，娜迪亞與船長就是否繼續深入冰川產生激烈沖突。最終她聯合年輕氣象學家托馬斯·薩果斯及原住民向導雷米·卡里比特，成功說服團隊完成最后階段的探險，在冰架崩塌前獲取了證實祖父地磁理論的核心證據。