Durante uma missão a Marte, o astronauta Mark Watney (Matt Damon) é dado como morto após uma feroz tempestade e é deixado para trás por sua tripulação. Mas Watney sobrevive e encontra-se sem recursos e sozinho no planeta hostil. Apenas com suprimentos escassos, Watney deve contar com a sua criatividade, engenho e espírito para subsistir e encontrar uma maneira de sinalizar à Terra que está vivo. A milhões de quilômetros de distância, a NASA e uma equipe de cientistas internacionais trabalham incansavelmente para trazer "o marciano" de volta enquanto seus colegas de tripulação simultaneamente traçam uma ousada, se não impossível, missão de resgate. Conforme essas histórias de incrível bravura se desdobram, o mundo se une para torcer pelo retorno seguro de Watney.