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，本来美丽的星球已经不再适合人类寓居。　　为了寻觅新的生存之地，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，企图运用现代科技来改进火星上相对恶劣的寓居环境。然而当一切初见效果之时，火星上的机器却突然出现毛病，移民火星的计划被迫阻滞。地球的情况愈来愈让人担忧，为了尽快排除毛病，由凯特·鲍曼（凯瑞-安·莫斯 Carrie-Anne Moss 饰）、罗比·加莱尔（方·基默 Val Kilmer 饰）等顶尖科研人员组成的探险队受命前往人类从未涉足的赤色星球。他们的旅程从一开端便注定充溢苦难，队员们不仅要面对恶劣的外星环境，他们的友情和信赖也承受着巨大的考验……