Mark Watney on mukana astronauttien ryhmässä, joka on Marsissa suorittamassa Nasan Ares III -tehtävää. Avaruusmyrskyssä Watney eksyy ja hänen luullaan kuolleen. Muut ryhmän jäsenet lähtevät paluumatkalle ja Watney jää yksin punaiselle planeetalle. Kun ruokaa on vain kuukaudeksi ja pelastajia täytyy odotella kenties vuosia, niin Watney joutuu miettimään luovia ratkaisuja turvatakseen ravinnonsaantinsa. Onneksi hänellä on kasvitieteilijän koulutus. Marsin pinnalla minkään ei pitäisi kasvaa, mutta neuvokas Watney rakentaa eräänlaisen kasvihuoneen, jossa hän yrittää kasvattaa perunaa. Ravinnonsaanti näyttää ratkeavan ainakin hetkeksi, mutta varsinainen ongelma on isompi. Watney on edelleen jumissa Marsissa, mutta luottaa kekseliäisyyteensä löytääkseen keinon viestittää Maahan olevansa elossa. Lopulta hänet huomataan Maassa ja NASAn kansainvälinen tiimi tiedemiehiä alkaa tekemään väsymättä töitä tuodakseen tämän yksinäisen ”marsilaisen” kotiin.