Sam Bell (Sam Rockwell) od 3 lat samotnie przebywa na stacji kosmicznej na Księżycu. Obsługuje zautomatyzowaną kopalnię, wydobywającą paliwo Helium-3 i przesyła je na Ziemię. Nie ma bezpośredniego kontaktu z ludźmi, jedynie okazjonalnie otrzymuje nagrane wiadomości z bazy oraz krótkie filmy od swojej żony Tess. Jego jedynym towarzyszem jest inteligentny komputer pokładowy Gerty (Kevin Spacey – głos), który pomaga mu w codziennych czynnościach. Na dwa tygodnie 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...