Sam Bell (Sam Rockwell) od trzech lat samotnie przebywa na stacji kosmicznej na Księżycu. Jego jedynym towarzyszem jest superinteligentny komputer Gerty. Sam nie ma bezpośredniego kontaktu z Ziemią. Raz na jakiś czas otrzymuje jedynie krótkie wiadomości video od swojej ukochanej żony Tess. Tuż przed zakończeniem kontraktu dochodzi do niebezpiecznej awarii. Sam traci przytomność, a po przebudzeniu dokonuje szokującego odkrycia. Zaczyna wątpić w „życzliwość” Gerty’ego oraz jego zleceniodawców, a także we własne zdrowe zmysły...