2020年、ＮＡＳＡはマーズ1号で火星への有人飛行を成功させた。だが、火星上での探査活動中、乗組員は巨大な氷山のようなものを発見し、そこから発生した砂嵐に巻き込まれ遭難するという怪現象が発生。マーズ1号の当初の乗組員ながら妻マギーをを病気で亡くしたためミッションを断念したジム（ゲーリー・シニーズ）は、マーズ2号のメンバーとして宇宙ステーションでこの事態を知り、救出ミッションに乗り出す。こうしてジムはパートナーである親友夫婦ウッディ（ティム・ロビンス）とテリー（コニー・ニールセン）、そしてフィル（ジェリー・オコーネル）と火星へ出発。火星上から送られてきた映像には墓場が3つ映し出されており、それは最後の交信を送ってきた仲間のルーク（ドン・チードル）の生存の証明ではないかという期待を抱かせた。ロケットのトラブルでウッディは妻テリーの目の前であえなく命を落としたが、残った3人は火星に着陸。奇跡的に生きていたルークと再会した彼らは、彼から巨大な氷山と見えたのが実は巨大な人面岩で、そこからあるメッセージが放射されているという。フィルだけをロケットに残して人面岩に向かった3人は、そこで未知の英知の存在を知る。亡き妻が宇宙の未知の英知の存在を示唆していたことを思い出したジムは、この人面岩こそ人類の新たな出発点だと気づき、ティムとルークに別れを告げ、ひとりそこから旅立つのだった。