载人航天宇宙飞船阿瑞斯3号成功抵达火星，谁知一场破坏力极其巨大的风暴向宇航员们袭来，阿瑞斯3号被逼中止任务，紧迫归航。撤离途中，宇航员马克·沃特尼（马特·达蒙 Matt Damon 饰）被飞船上吹落的零件击中，因为生还希望迷茫，队友们只得仓促归航，并向世人宣告他已牺牲的现实。出乎意料的是，马克以极低的概率活了下来。他躲进驻火星的航天基地疗伤。下一次火星任务要等到四年后，而基地内的补给仅够他维持31天。短暂的绝望后，马克决议利用有限的食物，在这颗空无一人的星球上种植作物，寻觅一线生机。与此同时，地球方面也很快发现马克生还的现实，他们想尽办法布置营救方案。单枪匹马的马克，能否等到救援队伍的到来？