载人飞船战神三号成功抵达火星，但一场破坏力极强的风暴袭击了宇航员，战神三号被迫中断任务紧急返回家园。在撤退期间，宇航员马克·沃特尼（马特·达蒙马特·达蒙饰）被从飞船上吹下来的零件击中。生还的希望渺茫，队友们只得赶紧回来，向全世界宣布他迷路了。出乎意料的是，马克以极低的概率活了下来。他躲在驻扎在火星上的太空基地进行治疗。下一次火星任务是四年后，基地有足够的物资供他维持31天。在短暂的绝望之后，马克决定利用有限的粮食在这颗荒芜的星球上种植农作物，寻找生存的机会。与此同时，地球也很快发现了马克还活着的事实，他们竭尽全力部署了救援计划。孤军奋战的马克能等到救援队的到来吗？影片根据安迪·威尔的同名科幻小说改编。
