Elokuvan tapahtumat sijoittuvat jännittävälle ja salaperäiselle planeetalle, jonka asukkaat kutsuvat kotiaan nimellä Barsoom (Mars) Tarina perustuu Edgar Rice Burroughsin klassikkoromaaniin. Sodan kauhut kokenut entinen Konfederaation kapteeni John Carter siirtyy selittämättömällä tavalla halki avaruuden Marsiin ja joutuu vasten tahtoaan keskelle barsoomilaisten mahtipontisia välienselvittelyjä. Planeetan asukkaisiin kuuluvat mm. suuri soturi Tars Tarkas ja kuvankaunis prinsessa Dejah Thoris. Tuhon partaalla häilyvä epäinhimillisten olentojen kansoittama maailma auttaa Carteria löytämään oman inhimillisyytensä, kun hän tajuaa, että Barsoomin ja sen asukkaiden kohtalo on lopulta hänen käsissään.