讲述在未来时空，地球已经面临着灭亡的威胁，人类需要寻找新的家园以求生存。这时，一位前NASA宇航员库珀（马修·麦康纳饰）被召回NASA，并接到任务前往外太空探索寻找适合人类居住的星球。库珀接受了任务后，与一群宇航员一起乘坐“天涯号”号小组飞船离开地球。

在旅途中，库珀和他的小组遇到了各种挑战和难题。首先，他们需要穿过一个名为米勒星的黑洞，因为这颗星体的引力场非常强大，时间流逝速度变慢，所以获得关键信息的时间变得非常紧迫。接着，他们又来到了一颗海水深不见底并且浓缩了硫酸的星球。由于该星球的重力极强，导致时间流逝变得非常缓慢，库珀的小组在此度过了数十年之久，等待“天涯号”号另外两名宇航员返回，

最终，库珀和小组访问了一个“五维空间”，遇到了一个叫做“他”的未知生物，并且发现“他”其实是未来的人类。这些未来的人类通过五维空间向过去的人类传递信息，帮助他们找到适合人类居住的新星球，并且拯救了地球。