Premier voyage dans l'espace pour le docteur Ryan Stone, objectif, réparer Hubble. Lors d'une sortie dans l'espace accompagné par l'astronaute Matt Kowalsky, où tout allait pour le mieux, un grave incident arrive à la navette. Étant les deux seul survivant, Stone et Kowalsky sont seuls et effrayés dans cet espace infini, et sans contacte avec la Terre. Ils devront subir les lois spatiales où rien n'est comme leurs planète, et ne devront jamais baisser les bras, pour rejoindre leurs Terre bien aimé.