Seis miembros de la tripulación de la Estación Espacial Internacional está a punto de llevar a cabo uno de los mayores descubrimientos de la historia de la humanidad: Jack Harrison (Ryan Reynolds), John McKay (Jake Gyllenhaal) y la tripulación de la Estación Espacial Internacional viajan a Marte con el objetivo de comprobar si las muestras recogidas en el planeta rojo presentan indicios de vida inteligente. Cuando uno de los científicos a bordo examina la única célula encontrada, todo el equipo presencia un hecho insólito: la prueba incuestionable de que hay vida extraterrestre en Marte. Al comenzar a conducir sus investigaciones, sus métodos acabarán teniendo consecuencias inesperadas, y esa forma de vida probará ser mucho más inteligente de lo que nunca se habría esperado.
