这是一组配备精良的火星探险小分队，由于火星突发强烈风暴，小分队的负责人宣布提前终止任务。然而在撤离时，队员马克不慎被狂风卷起的零件击中，防护服破损且失去踪影，在环境恶劣的火星失去防护服必死无疑，负责人为了其他队员的安全不得不忍痛放弃马克，带领众人紧急返回地球。

所有人都默认马克必死无疑，为他举行了隆重的葬礼。而遥远的火星，马克却缓缓醒来，刺入体内的电线和流出的鲜血反而形成了保护膜，他侥幸活了下来。可下一组探险队将在4年后到达，如何在火星独自生存4年，成了马克需要解决的问题。

首先是食物，马克将伙伴们没有带走的食物收集起来，这些食物只够他食用1年，他必须想办法为自己储备3年的口粮，幸好马克自己本身就是植物学专家，而队友又给他留了一份土豆，他决定利用自己的知识在火星上种出土豆，养活自己。

马克将隔壁的太空舱改造成庄园，里面堆满火星土壤，用自己的便便当肥料，燃烧氢气产生水源，就这样开始了人类征服火星的第一步。在马克的精心照顾之下，土豆开始发芽，并不断长成幼苗结出果实，食物问题解决了。

另一边，美国宇航局通过卫星摄像头发现太空舱外的设备有规律的移动，这绝不可能是风沙造成的，宇航局最终确定马克还活着！可是，他们该如何救助远在火星的马克呢？

在火星上的马克也在积极展开自救，他挖出淘汰多年的通讯设备—探路者号，尝试与地球沟通，地球宇航局洞晓了他的意图，也找来了当年探路者号的研发人员。马克充满期待地写了三个牌子，摄像头稳稳地指向“是”的牌子，马克振奋极了，地球能看到他，伙伴们没有放弃他！

可是，探路者号只能拍摄静止画面，地球上的人该如何和马克沟通呢？马克决定使用16进制的字母表，在探路者号周围等距离摆上数字，地球上的科学家复刻了字母表，依靠转动摄像头传递信息。而马克将自己想说的话写在白板上传递给地球，就这样双方磕磕绊绊地实现了简单沟通。一场营救活动紧锣密鼓地展开，营救计划的一举一动都牵动了无数百姓的心弦。

但不幸还是发生了，太空舱发生爆炸，土豆全毁了，马克能坚持的时间不多了。 科学家们将研发速度压缩到极致，每个人都充满压力，甚至是不眠不休，而马克也不得不减少饮食，尽可能延长时间。然而载满救援物资的火箭在众人的期待中出现异常抖动，升空失败当场爆炸。

得知火箭升空失败是由于推动器数据不准确造成的，中国宇航局慷慨地舍弃了自己的太阳神计划，与美国宇航局进行合作，将数据精密的推动器分享给他们。

然而就是这样，时间依然不够，天体动力学家小黑大胆地提出另一套营救方案，让即将返航的大美等人载上物资借助加速力，围绕地球飞行一圈后再次踏上火星之旅，由他们去营救马克。

这是一场豪赌，如果成功了，他们将完成人类历史上的壮举，如果失败了，美国宇航局将失去另外5个优秀的宇航员。大美他们已经放弃了马克一次，他们绝不会放弃马克第二次，他们擅自更改航线，决定逼迫宇航局同意这一计划。大势所趋之下，这一计划被准许，承载物资的火箭与大美的飞船完美汇合，带好物资后，大美等人返回火星，迎接他们的伙伴回家。

与此同时，马克也驾驶着太空车，向火箭发射中心赶去，他要坐上火箭，飞到太空中与大美汇合，为了达到指定的高度，他必须拆掉一切不必要的装备，减轻装备的重量，最后他将乘坐一艘几乎敞篷的火箭升到太空之中。关键时刻的太空救援只能依靠马克和大美自己，远在地球的科学家们提供不了任何帮助。

终于，大美达到了指定位置，和马克建立了第一次声音连接，当听到马克因激动而哽咽的声音时，全球为之欢呼。

倒计时结束，火箭开始升空，马克因重力加速度而昏迷，紧张的等待后，马克悠悠醒来，然而飞船的相对速度太快了，这个速度下他们抓不住马克，大美决定炸掉部分飞船实现反向推动，降低速度。这是个危险的主意，效果却意外的好，他们和马克的距离越来越近了。

大美乘坐缆绳飞入太空，马克近在眼前，可这短短的几百米却成了他们之间的鸿沟，马克急中生智，刺破自己的手套，利用泄漏的空气推动自己前行，但马克飞的太快了，他脱离了大美，大美紧紧缠绕缆绳，用缆绳捆住马克，终于将他拉上了飞船，营救成功，他们完成了不可能的事情，他们创造了历史。而这一伟大的时刻，不仅属于国家，也属于全世界，更属于全人类。