Vor 20 Jahren brach der Astronaut Clifford McBride (Tommy Lee Jones) mit seinem Team auf eine Mission zum Neptun auf, um dort nach intelligentem außerirdischem Leben zu suchen. Dabei blieb sein Sohn Roy auf der Erde zurück, der als erwachsener Mann (Brad Pitt) in die Fußstapfen seines Vaters tritt und selbst Major bei der NASA ist. Nun tritt die amerikanische Weltraumbehörde mit der Bitte an ihn heran, mit seinem Vater Kontakt aufzunehmen, denn dessen Experimente haben eine Reihe von katastrophalen Effekten hervorgerufen, die das ganze Sonnensystem bedrohen. Als die Kontaktversuche erfolglos bleiben, bricht schließlich auch Roy in Richtung Neptun auf, um seinen Vater mit dessen Taten zu konfrontieren. Dabei kommen Geheimnisse ans Licht, die die Existenz der Menschheit und ihren Platz im Universum in Frage stellen…