載人航天宇宙飛船阿瑞斯3號成功抵達火星，誰知一場破壞力極其巨大的風暴向宇航員們襲來，阿瑞斯3號被迫中斷任務，緊急返航。撤離途中，宇航員馬克·沃特尼（馬特·達蒙 Matt Damon 飾）被飛船上吹落的零件擊中，由于生還希望渺茫，隊友們只得匆匆返航，并向世人宣告他已犧牲的事實。出乎意料的是，馬克以極低的概率活了下來。他躲進駐火星的航天基地療傷。下一次火星任務要等到四年后，而基地內的補給僅夠他維持31天。短暫的絕望后，馬克決定利用有限的食物，在這顆空無一人的星球上種植作物，尋找一線生機。與此同時，地球方面也很快發現馬克生還的事實，他們想盡辦法部署營救計劃。孤軍奮戰的馬克，能否等到救援隊伍的到來？