宇航员马克·沃特尼与队友在火星执行任务时遭遇风暴，被误认为死亡而被队友匆匆撤离。沃特尼奇迹生还，却独自被困在这颗荒芜星球。他身处的栖息地资源有限，为了生存，沃特尼凭借自己的植物学知识，在火星的土壤中种植土豆，解决食物问题。同时，他利用废弃材料修复设备，尝试与地球取得联系。地球上，美国宇航局发现他还活着后，迅速组织救援。但救援面临诸多难题，比如漫长的行程和物资供应。最终，在各方努力下，队友们也不顾危险折返，成功将沃特尼救回地球。