宇航员被意外独自遗留在火星，他必须利用有限资源，在荒凉星球上挣扎求生并等待救援。
在一次火星载人探测任务中，阿瑞斯3号机组遭遇突如其来的巨型沙尘暴，被迫紧急撤离。生物学家马克·沃特尼被天线碎片击中，与队伍失联，被误认为已死亡而遗留在火星上。苏醒后的马克发现自己孤身一人，置身于荒凉绝望的红色星球，补给只够维持很短时间。但他没有放弃，凭借其植物学家和工程师的专业知识，以及极致的乐观与智慧，开始了漫长的自救：在栖息舱内改造土壤、利用火星土和人类粪便种植土豆解决食物危机；改造漫游车进行长途跋涉寻找通讯设备；甚至利用放射性元素制造热量。与此同时，NASA发现马克还活着后，全力制定救援计划，并与中国国家航天局展开合作。一场跨越数亿公里、关乎人类智慧与团结的太空营救就此展开。
这是一部硬核科幻佳作，科学逻辑严谨，细节真实可信。影片在绝境中充满了幽默与希望，男主角的独白极具感染力。它颂扬了人类的智慧、坚韧以及国际合作精神，紧张刺激又不乏温情。