Durante una missione su Marte, l'astronauta Mark Watney (Matt Damon) viene considerato morto dopo una forte tempesta e per questo abbandonato dal suo equipaggio. Ma Watney è sopravvissuto e ora si ritrova solo sul pianeta ostile. Con scarse provviste, Watney deve attingere al suo ingegno, alla sua arguzia e al suo spirito di sopravvivenza per trovare un modo per segnalare alla Terra che è vivo.
A milioni di chilometri di distanza, la NASA e un team di scienziati internazionali lavorano instancabilmente per cercare di portare "il marziano" a casa, mentre i suoi compagni cercano di tracciare un'audace, se non impossibile, missione di salvataggio.