深邃浩瀚的外層空間，蔚藍的地球與深不見底、漆黑一片的宇宙形成鮮明對比。一臺隸屬美國的空間站，數名宇航人員正進行太空漫步，對所屬衛星做著例行檢查。初上太空的瑞安·斯通博士（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 飾）是一個天資聰穎的醫藥工程師，在經驗豐富的宇航員麥特·科沃斯基（喬治·克魯尼 George Clooney 飾）的協助下，有條不紊地檢查每一個部件。

此次是科沃斯基退休前的最后一次飛行，他幽默風趣地活躍著團隊的氛圍。就在此時，休士頓總部傳來駭人消息，不久前行將廢棄俄羅斯衛星被導彈擊毀，碎片以超過子彈的速度在地球軌道上散開，并意外擊中其他衛星，引起連鎖反應制造了新的碎片。

瑞安一行遭到碎片重創，有的同伴不幸身亡，而她和科沃斯基失去控制墜入宇宙深處。無聲的寂靜告訴他們，他們已經與地球失去了任何聯系和任何獲救的機會，每一次的吸入空氣都蠶食著僅剩的少量氧氣。然而，唯一能回到地球的方法可能只是向著更遠的令人恐懼的廣闊的太空區域前進……