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被母亲抛弃后，诺瓦利（娜塔莉·波特曼 Natalie Portman 饰）在一辆拖车里度过了自己的整个童年时期，如今，17岁的她也即将成为一个母亲了，在这样一个重要的时刻，男友威利（丹兰·布鲁诺 Dylan Bruno 饰）却选择了将她抛弃，流落街头的诺瓦利无处可去，只能偷偷寄宿在一家沃尔玛超市中。时间流逝，诺瓦利在超市中诞下了一名女婴，她也摇身一变成为了当地的“名人”。

一群古怪的、被大雪困住的陌生人发现他们中间有杀手。

公元2020年，云集了无数顶尖科学家的世界空间站（World Space Station）正在进行一项载人飞船火星登陆计划。由卢克·格莱姆（Don Cheadle 饰）率领的4人小组成功抵达这颗无人星球，他们在此发现一些奇怪景象，随后小组成员也接连毙命。为了调查这起悲剧 的原因并寻找可能的生还者，空间站派出伍迪·布雷克（蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins 饰）率领的救援小组前往火星。然而救援小组也遭遇诸多磨难，船体损坏、机器失灵、燃料泄漏、成员死亡等等，无一不在消磨着救援人员的斗志。抵达火星后，布雷克他们找到了卢克船长，继而发现亿外年前外星人留在火星上的遗迹和信息，这一切都与人类有着千丝万缕的关系…