2015年的地球世界，人類發射「奧德賽」號的太空船到火星建設首座基地，「奧德賽」號太空船以及船上的成員，卻在途中遇到一個巨大的白色立方體，從此失去音訊......，30年後，面目全非的地球已全然被黑色沙丘掩蓋。大多數人類因為地球被外星生物占據，被迫搬到數千英呎高空一個名為「摩天塔」的雲端上居住。身為士兵的傑克哈柏（湯姆克魯斯飾）是少數還留在地球表面的人類，他與搭檔維卡（安德麗亞瑞斯波羅格飾）住在「摩天塔」，負責維修受損的無人巡邏機與搜集有限資源。 某日，一團火球無預警從天而降，傑克發現原來那是從失事太空船落下的逃生艙，他從中奮力搶救一名美麗的陌生女子茱麗亞(歐嘉‧柯瑞蘭寇飾)，並將她帶回自己的住處「摩天塔」。當茱麗亞醒來以後，他才曉得原來茱麗亞和當年失事的「奧德賽」號飛船有關，傑克更進一步得知，巨大的白色立方體與「奧德賽」號的太空船之間的關聯，以及自已真正的身份。 隱藏於傑克體內基因到底是什麼？茱麗亞的出現迫使傑克所知的世界瞬間瓦解，讓他決定做出一個關係到全人類命運的決定。當傑克帶著茱麗亞開始展開自我發現之旅，人類世界也從此邁入一個未知的境地......