20 Jahren begab sich Clifford McBride (Tommy Lee Jones), der Vater des NASA-Ingenieurs Roy McBride (Brad Pitt), mit einer Weltraummission auf die Reise zum Planeten Neptun, um dort Anzeichen außerirdischer Lebensformen zu erforschen. Seitdem galt er als spurlos verschwunden, eine Tatsache, die Roy noch immer beschäftigt. Schließlich blieben all seine Fragen zum Verbleib des Vaters bis heute unbeantwortet. Nun reist er selbst zum Neptun und kommt dabei einigen Geheimnissen auf die Spur, die die menschliche Existenz in Frage stellen.