En isolert måne astronaut begynner å miste grepet om virkeligheten i denne cerebral sci-fi-thriller med en pokker for en ny vri.
Sam Bell (Sam Rockwell) er bare to uker unna fra å fullføre en lengre , ensom kontrakt gruvedrift jordens viktigste energikilde, Helium-3, på den mørke siden av månen. Takket være en svikt i kommunikasjonssatellitt, Sam eneste følgesvenn på denne turen er Gerty (med stemmen til Kevin Spacey), basens usofistikert datamaskin, og Odd innspilt melding sent hjemmefra. Som hans kontrakt nærmer seg avslutning, starter Sam lider av lammende hodepine og livaktige hallusinasjoner, noe som fører til en nær-fatal ulykke i en måne rover. Men mens han er utvinne tilbake på basen, gjør han en sjokkerende oppdagelse: en yngre versjon av seg selv har kommet for å oppfylle samme kontrakt Sam begynte all den tid siden. Er det andre Sam bare en hallusinasjon eller noe helt mer skummel?
