近未來的地球黃沙遍野，小麥、秋葵等基礎農作物相繼因枯萎病滅絕，人類不再像從前那樣仰望星空，放縱想象力和靈感的迸發，而是每日在沙塵暴的肆虐下倒數著所剩不多的光景。在家務農的前NASA宇航員庫珀（馬修·麥康納 Matthew McConaughey 飾）接連在女兒墨菲（麥肯吉·弗依 Mackenzie Foy 飾）的書房發現奇怪的重力場現象，隨即得知在某個未知區域內前NASA成員仍秘密進行一個拯救人類的計劃。多年以前土星附近出現神秘蟲洞，NASA借機將數名宇航員派遣到遙遠的星系尋找適合居住的星球。在布蘭德教授（邁克爾·凱恩 Michael Caine 飾）的勸說下，庫珀忍痛告別了女兒，和其他三名專家教授女兒艾米莉亞·布蘭德（安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 飾）、羅米利（大衛·吉雅西 David Gyasi 飾）、多伊爾（韋斯·本特利 Wes Bentley 飾）搭乘宇宙飛船前往目前已知的最有希望的三顆星球考察。
他們穿越遙遠的星系銀河，感受了一小時七年光陰的滄海桑田，窺見了未知星球和黑洞的壯偉與神秘。在浩瀚宇宙的絕望而孤獨角落，總有一份超越了時空的篤定情懷將他們緊緊相連……