Sam, un astronauta, ha estado solo durante tres años en una base ubicada en la Luna. No está totalmente solo, porque el equipo de Inteligencia Artificial Gerty, constantemente le sigue. Las empresas de energía han descubierto grandes cantidades de helio en la Luna, y ahora hacen minería de helio para usarlo como combustible en la Tierra.
A medida que Sam comienza sus dos últimas semanas de contrato en las instalaciones de la mina, su mente empieza a fallar y pronto se da cuenta de que simplemente podría no ser capaz de regresar.