Ryland Grace (Ryan Gosling) erwacht an Bord eines Raumschiffs – weit entfernt von seiner Heimat auf der Erde und ohne jede Erinnerung an seine Identität oder den Grund seiner Reise in die Weiten des Weltraums. Langsam und bruchstückhaft kehren schließlich seine Erinnerungen zurück. Er erkennt nicht nur, dass er auf der Erde mal Naturwissenschaftslehrer war, sondern auch, dass er eine zentrale Rolle in einem Wettlauf gegen die Zeit spielt und dabei wohl eine äußerst kritische Mission hat. Denn eine rätselhafte Substanz bedroht den Fortbestand Sonne und damit das Überleben der gesamten Menschheit. Um eine globale Katastrophe zu verhindern, setzt Grace sein naturwissenschaftliches Wissen ein und entwickelt ungewöhnliche Lösungsansätze. Während seiner Reise stößt er auch auf eine überraschende Verbindung, die ihm zeigt, dass er in seinem Kampf möglicherweise nicht auf sich allein gestellt ist.