Mark Watney et ses coéquipiers sont en mission sur Mars lorsqu'une violente tempête met à mal leur expédition. Les astronautes doivent quitter en urgence la planète rouge, laissant derrière eux Mark, qu'ils croient mort. Mais Mark finit par se réveiller et, passé le premier temps de stupeur, tente de s'organiser pour survivre et communiquer avec la Nasa. Refusant de perdre espoir et, dans l'attente d'un éventuel sauvetage, il met à profit toutes ses connaissances en agronomie pour faire pousser de quoi se nourrir. En dépit des difficultés, il réussit à produire des pommes de terre. Mais les ennuis s'accumulent. Finalement, il parvient à communiquer avec la Nasa. Mais cela sera-t-il suffisant pour qu'il soit secouru ? Pendant ce temps, ses coéquipiers font route vers la Terre...