기상학자인 잭 홀 박사는 남극에서 빙하 코어를 탐사하던 중 곧 기상 이변이 일어날 것을 감지하고 얼마 후 국제회의에서 앞으로 다가올 지구 기상 변화에 관한 연구 발표를 하게 된다. 지구 온난화로 인해 빙하가 녹아 해류의 흐름을 바꿔 결국 지구가 빙하로 뒤덮히게 되는 일이 일어날 것이라고 주장한다.
얼마 후 끔찍한 토네이도가 LA 지역을 휩쓸고, 일본에서는 우박으로 인한 엄청난 피해가 보도되는 등 지구 곳곳에서 이상 기후가 나타나게 된다. 이는 지구의 북반구가 빙하로 덮히기 시작하는 징후로서 결국 미국 정부는 사람들을 남쪽으로 이동시키는 대피령을 발령한다.
한편, 여자친구와 함께 퀴즈 대회 참가를 위해 뉴욕으로 갔던 홀 박사의 아들 샘은 빙하가 뉴욕을 덮치자 도서관에 고립된다. 여기서 샘은 혹한 속에서 진정한 사랑을 얻게 되고, 목숨을 걸고 자기를 구하러 오던 아버지는 위험한 상황에 빠지게 된다.
인류를 구조할 방법을 제시한 채 아들을 위해 역진하는 잭의 운명은 어떻게 될 것인가?
또, 인류는 지구의 대재앙을 극복할 수 있을 것인가?
