《星际穿越》设定在一个近未来的地球。无边黄沙席卷大地，小麦、秋葵等基础农作物接连因枯萎病灭绝，人类在漫天沙尘暴中艰难度日，曾经仰望星空、驰骋想象的时代也仿佛渐渐远去。库珀（马修·麦康纳 Matthew McConaughey 饰）曾是NASA宇航员，如今回到家乡务农，与儿女共同生活。一次次出现在女儿墨菲（麦肯吉·弗依 Mackenzie Foy 饰）书房里的异常重力现象，让他意外发现，某个未知区域仍有前NASA成员秘密执行着拯救人类的计划。
多年前，土星附近出现了神秘虫洞，NASA于是派出数名宇航员前往遥远星系，寻找能够供人类生存的新家园。在布兰德教授（迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰）的劝说下，库珀忍痛告别女儿，登上宇宙飞船，与布兰德教授的女儿艾米莉亚·布兰德（安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 饰）、罗米利（大卫·吉雅西 David Gyasi 饰）和多伊尔（韦斯·本特利 Wes Bentley 饰）一同踏上探索之旅，前往目前已知最有希望的三颗星球。
穿越遥远的银河系，他们经历了时间流速截然不同的星球，在一小时可能等同于地球七年光阴的残酷现实中，见证未知星球与黑洞的壮丽和神秘。当他们置身于浩瀚宇宙中孤独而绝望的角落，维系彼此的，是一份跨越时空、始终未曾动摇的深厚情感。
