Durante una delle prime missioni su Marte, l'astronauta Mark Watney viene considerato morto dopo una forte tempesta e per questo abbandonato dal suo equipaggio.
Ma Watney è sopravvissuto e ora si ritrova solo sul pianeta ostile.

Con molto poche provviste, Watney deve attingere al suo ingegno, alla sua arguzia e al suo spirito di sopravvivenza per trovare un modo per segnalare alla Terra che è vivo.
A milioni di chilometri di distanza, la NASA e un team di scienziati internazionali lavorano instancabilmente per cercare di riportare a casa "il marziano", da cui il titolo del film, mentre i suoi compagni cercano di tracciare un'audace, se non impossibile, missione di salvataggio.