Em um futuro não tão distante, a humanidade envia seu terceiro grupo de astronautas a Marte. A missão ainda está no início, quando uma tempestade de areia atinge o sítio de exploração, colocando em risco o retorno da tripulação, que se vê obrigada a sair do planeta antes do planejado.
Em meio à operação de evacuação, um dos astronautas – o botânico e faz-tudo Mark Watney – acaba perfurado por uma antena quebrada como consequência da tempestade, e o pior: a força do vento o joga para longe dos seus colegas de equipe, que não têm outra opção a não ser deixá-lo para trás, visto que seus sinais vitais foram interrompidos.
Para sorte (ou não) de Mark Watney, ele sobrevive ao acidente. Sem ter como comunicar-se com a NASA, sua esperança é manter-se vivo até a próxima missão Ares, na qual pretende ser resgatado. Para isso, o astronauta precisa, entre outras coisas, cultivar alimentos no solo árido e infértil do planeta em que acabou preso.
