Durante una misión tripulada a Marte, el astronauta Mark Watney (Matt Damon) es dado por muerto después de una tormenta feroz y abandonado por su tripulación. Pero Watney ha sobrevivido y se encuentra atrapado y solo en el planeta hostil. Con tan sólo unos escasos suministros, debe recurrir a su ingenio, agudeza y espíritu para subsistir y encontrar una manera de enviar a la Tierra una señal de que está vivo.

A millones de millas de distancia, la NASA y un equipo internacional de científicos trabajan sin descanso para traer "el marciano" a casa, mientras que, al mismo tiempo, sus compañeros de tripulación trazan una audaz, si no imposible, misión de rescate. A medida que estas historias de increíble valentía tienen lugar, el mundo se hace una piña para el retorno seguro de Watney.

Cualquiera de nosotros ha tenido la sensación de estar solo en el mundo. Sólo Mark Watney conoce la sensación de estar solo en Marte.

Presuntamente muerto a causa de una devastadora tormenta de viento que obligó a una evacuación de emergencia, Watney despierta herido y, para seguir con vida, tiene que reaccionar inmediatamente. Si él puede mantener su decisión de no convertirse en la primera víctima humana en Marte, la ayuda está a sólo unos cuantos años y unos pocos millones de millas de distancia.