深邃众多的外层空间，湛蓝的地球与深不见底、漆黑一片的世界构成鲜明对比。一台从属美国的空间站，数名宇航人员正进行太空散步，对所属卫星做着例行查看。初上太空的瑞安·斯通博士（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰）在经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）的协助下，有条有理地查看每一个部件。这次是科沃斯基退休前的最终一次飞翔，他诙谐幽默地活泼着团队的氛围。就在此刻，休士顿总部传来骇人音讯，不久前即将废弃俄罗斯卫星被导弹击毁，碎片以超越枪弹的速度在地球轨道上散开，并意外击中其他卫星，导致连锁反应制作了新的碎片。 
瑞安一行遭到碎片重创，有的伙伴不幸身亡，而她和科沃斯基失去操控坠入世界深处。幸存的二人不得不彼此信任，拼尽全力朝向故乡前进……