西暦2174年、地球は滅亡の危機に瀕していた。残された資源は限られ、争奪戦は頂点に達する。人類は、地球と同じ環境を持つ惑星タニスへの移住を計画する。そして、6万人の選ばれた人々が乗り込んだ宇宙船エリジウムが新天地を目指して旅立っていった。宇宙船船内で2人の宇宙飛行士、ペイトン（デニス・クエイド）とバウアー（ベン・フォスター）が冷凍睡眠から目を覚ます。2人は船内に誰もいないことに気づく。自分たちがなぜそこにいるのか、何者なのかもまったく記憶がないまま2人が船内を捜索していると、彼らのほかに何か恐ろしいものが存在していることに気づく。次第に2人は恐怖とともに、“パンドラム症”という驚愕の真実に迫っていく。