Der Mars: eine Einöde aus unendlichen Weiten, kilometertiefen Schluchten und Ehrfurcht gebietenden Gebirgsmassiven – vor allem aber rot und staubig und nicht zum Leben für uns Menschen geeignet. Und doch versucht der NASA-Astronaut Mark Watney (Matt Damon) hier nicht nur zu überleben, sondern es sich auch so gut es geht einzurichten. Denn auf baldige Rettung darf er nicht hoffen: Watney war Teil der Crew von Ares 3 und damit Mitglied einer Mars-Expedition, die abgebrochen werden musste, als die Crew-Mitglieder, von einem gewaltigen Sandsturm überrascht, die Flucht zurück zur Erde antraten. Watney wurde bei der ungeplanten Evakuierung unter Leitung des weiblichen Commanders Melissa Lewis (Jessica Chastain) als vermeintlich tödlich verletzt zurück gelassen. Doch Watney hat überlebt. Nicht nur gelingt es ihm aufgrund seiner Fähigkeiten als Botaniker und Maschinenbauingenieur im vor der Evakuierung eingerichteten Mars-Habitat Sauerstoff zu erzeugen und Nahrung anzupflanzen, sondern durch seine Maßnahmen auf sich aufmerksam zu machen. Denn der NASA-Zentrale bleibt nicht unentdeckt, was sich auf dem Mars abspielt. Also organisiert NASA-Chef Teddy Sanders (Jeff Daniels) zusammen mit Flugdirektor Mitch Henderson (Sean Bean) und dem Leiter der Mars-Mission Vincent Kapoor (Chiwetel Ejiofor) eine Rettungsmission mit den übrigen Mitgliedern der Ares 3, wissend um Dauer des Einsatzes und die ständige Gefahr, in der sich Watney befindet.