Jack Harper (Tom Cruise) é o responsável pela manutenção de equipamentos de segurança em um planeta Terra irreconhecível, visto que a superfície foi destruída devido a confrontos com uma raça alienígena. O que restou da humanidade vive hoje em uma colônia lunar. Jack irá para este local daqui a duas semanas, já que está perto de terminar seu trabalho na Terra. Só que, um dia, ele encontra uma espaçonave que traz uma mulher dentro. Ao conhecê-la, tudo o que Jack sabe até então é posto em dúvida. É o início de uma jornada onde ele precisará descobrir o que realmente aconteceu no passado.