火星の有人探査計画「アレス3」は、猛烈な砂嵐のせいでやむなく中止を余儀なくされるが、撤収作業中、クルーの一員である植物学者のワトニーが、不慮の事故で吹き飛ばされ、行方不明に。状況から彼の生存の可能性は絶望視される中、残りのメンバーたちはワトニーの捜索を断念して、火星を後にする。ところがなんと、ワトニーは奇跡的に生き延びていた。しかし、次の火星探査まではあと4年。果たして気になる彼の運命や、いかに？