人类实现了首次在火星上登陆，美国宇航员马克·沃特尼 （ 马特·达蒙 饰），他与其他五位宇航员遭遇巨型风暴，外太空之旅只能提前结束，他因为被误认为无法生还而被留在火星，成了太空鲁宾逊。清醒后的沃特尼发现自己远离地球家园，食物只够一个月的供应。幸好他天性幽默乐观，而且是个植物学专家，决定靠自己的力量生存下去，等到下次火星任务的到来，虽然这一等就要四年。沃特尼精心计算如何最大限度地利用他在这颗干旱星球上的时间，开始利用自制的肥料种植土豆，对手头的所有材料物尽其用。而在地球上，公众哀悼马克的悲剧死亡后，一位眼尖的NASA技术员在监看时注意到火星表面的运动迹象，怀疑可能是马克还活着。双方重新取得联系后，火星救援任务由此启动 。