公元2020年，世界空間站啟動載人火星登陸計劃。盧克·格萊姆（唐·錢德爾飾）率領的四人科考組成功著陸后，在探測火星表面異常影像時遭遇成員離奇死亡。空間站隨即派遣伍迪·布雷克（蒂姆·羅賓斯飾）帶領救援組前往火星，但途中飛船接連發生燃料泄漏、設備故障并導致人員傷亡。抵達后救援組發現科考站殘留的未知生物痕跡，最終在火星洞穴中找到存活的盧克。通過破譯外星遺跡中的全息影像，他們證實火星文明在十億年前將攜帶人類DNA信息的球體送往地球。為確保樣本安全返航，布雷克在飛船燃料不足時主動留守火星，最終盧克與幸存隊員攜帶關鍵數據返回地球。