A punto de finalizar su contrato de tres años con Industrias Lunar, Sam Bell no ve el momento de volver a la Tierra. Sam, solo en un yacimiento minero en la luna, controla los tractores encargados de explorar la superficie lunar en busca de helio. Animado tan solo por las transmisiones esporádicas de su mujer y su hija pequeña, lucha contra la monotonía y la soledad cuidando las plantas que su predecesor había cultivado y tratando con el ordenador robot de la estación, Gerty. Pero Sam empieza a debilitarse mentalmente. Después de que una alucinación le haga estrellarse con su vehículo lunar, se despierta en la enfermería y enseguida se da cuenta de que la vida en la base no era lo que parecía.