En un futuro no muy distante, un ingeniero llamado Sam Bell se encuentra solo en una estación lunar, dedicada a extraer helio-3, un recurso energético vital para la Tierra. Después de tres años de trabajo en este entorno desolado, Sam se enfrenta al agotamiento físico y emocional, acompañado solamente por un robot llamado GERTY, que, aunque tiene una personalidad algo fría, se convierte en su única compañía.
A medida que se acerca el final de su misión, la soledad comienza a cobrar un precio alto. Sam empieza a experimentar extrañas alucinaciones y problemas de salud que lo llevan a cuestionar su realidad. Un día, tras un accidente en la superficie lunar, descubre un secreto que cambiará su vida para siempre. Al investigar, descubre que su existencia no es como se la habían contado; él es solo una parte de un experimento mucho más grande y oscuro.
Mientras lucha por la verdad y su identidad, Sam debe decidir si el sacrificio vale la pena y cómo confrontar las consecuencias de sus descubrimientos. La soledad y el dilema moral surgen como temas centrales en esta íntima narrativa, llevándonos a cuestionar la naturaleza de la humanidad y los límites de la ética en la era de la tecnología. Con una actuación brillante de Sam Rockwell y un estilo visual poderoso, esta historia cautivadora invita a la reflexión sobre lo que significa ser humano en un mundo de frío aislamiento.