서기 2050년 지구. 최첨단 미래사회에 인류멸망이라는 절대절명의 위기가 찾아온다. 자원고갈, 통제불능의 공해와 환경오염으로 더 이상 지구에서는 인류의 미래를 기약할 수 없는 상황이 온 것이다. 국제연합은 인류의 미래를 기약할 수 없는 상황이 온 것이다. 국제연합은 인류의 새로운 생활 터전으로 화성을 선택, ‘화성 식민지화 프로젝트’에 박차를 가한다. 그로부터 30년 후, 화성 식민지화의 일환으로 진행 중이던 ‘토양생성 프로젝트’에 갑작스런 이상이 생기자, 그 원인을 밝혀내기 위해 최정예 과학자들로 선발된 탐사대가 구성된다.
조종사 겸 지휘관인 케이트 바우만과 탐사대원들은 문제의 원인을 밝혀내고, 해결하기 위해 화성탐사 우주선 마스1호에 탑승, 화성으로의 긴 여정을 시작한다.그러나 탐사선의 이유를 알 수 없는 고장으로 본선에서 분리된 셔틀이 화성에 불시착하고, 탐사대원들은 사막처럼 황량하고 낯선 화성에 고립되고 만다.
생존에 대한 불안과 두려움으로 대원들 사이의 갈등은 점점 심해지는데, 설상가상으로 기능 이상을 일으킨 탐사로봇 에이미가 갑자기 대원들을 공격하기 시작한다.
