在浩瀚幽深的外太空，蔚蓝地球与漆黑无垠的宇宙遥遥相对。美国一座空间站附近，数名宇航员正在进行太空行走，例行检查所属卫星。第一次踏入太空的瑞安·斯通博士（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰），在经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）的协助下，有条不紊地完成各项检查。此次任务也是科沃斯基退休前的最后一次飞行，他一如既往地用幽默为团队营造轻松氛围。
然而，休斯顿总部很快传来令人震惊的消息：一颗即将废弃的俄罗斯卫星遭导弹击毁，飞散的碎片以超过子弹的速度在地球轨道上扩散，并接连撞击其他卫星，引发连锁反应，制造出更多危险碎片。瑞安一行随即遭到重创，部分同伴不幸身亡。混乱中，瑞安与科沃斯基失去控制，坠入茫茫宇宙深处。面对与地球失联、物资有限的绝境，两名幸存者只能相互依靠，竭尽全力寻找返回故土的希望。
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