男主角库珀曾是一位NASA宇航员如今靠着一片玉米地养活家人，并且有一个儿子汤姆和女儿墨菲，一天小镇突然发生沙尘暴，忘了关窗户的墨菲回到家中在房间内出现了奇异的现象，库珀发现房间里的沙子降落到地上后疑似自动形成了一个坐标，库珀和墨菲来到了此地，原来这里正是NASA秘密组织的探究所，专门为人类的生存而研究出路，因为不久后玉米将也会灭绝，人类将无法在地球上继续生存。

在电影《星际穿越》发生在地球未来的一个年代，此时的地球已经黄沙遍野，到处荒芜，而曾经人们赖以生存的粮食均因为枯萎病而灭绝。目前人类仅仅靠着玉米这种耐抗性较强的粮食生存，这个时候，怎么种植出好的粮食成为人类研究的课题。老布兰德教授等人告诉库珀，NASA想要库珀这位老宇航员与女儿布兰德、罗米利和多伊尔一起去宇宙寻找人类新住所，而且目前已经发现了木星附近有一个虫洞，而之前NASA已经派出了三个小分队前去探索了虫洞中的三个星球，并且时常有信号回复，证明或许有适合人类居住的星球，而老布兰德教授目前打算实行两个计划：plan A和plan B。