멀지 않은 미래, 땅은 황량하고 모래바람은 집과 사람을 덮친다. 세계 각국의 정부와 경제는 완전히 붕괴됐고, 인류는 전 세계적인 식량 부족에 시달린다. 지구에서 인류가 언제까지 버틸 수 있을지 의문. 한때 우주선 조종사였다가 지금은 옥수수 농사를 짓고 있는 쿠퍼는 딸과 함께 미지의 신호가 가리킨 장소를 찾아간다. 그곳에선 폐쇄된 줄 알았던 미 항공우주국(NASA)의 우주계획, 즉 인류가 이주할 새로운 행성을 찾는 프로젝트를 알게 된다. 쿠퍼는 가지 말라는 딸의 만류에도 불구하고 아멜리아 등의 과학자들과 함께 ‘웜홀’을 통해 인류를 구원할 길을 내기 위한 탐사를 떠난다.