Lors d’une expédition sur Mars, l’astronaute Mark Watney (Matt Damon) est laissé pour mort par ses coéquipiers, une tempête les ayant obligés à décoller en urgence. Mais Mark a survécu et il est désormais seul, sans moyen de repartir, sur une planète hostile. Il va devoir faire appel à son intelligence et son ingéniosité pour tenter de survivre et trouver un moyen de contacter la Terre.

À l’époque de leur jeunesse, dans les années 80, Sam Brenner, Will Cooper, Ludlow Lamonsoff et Eddie « Fire Blaster » Plant ont sauvé le monde des milliers de fois… en jouant à des jeux d’arcade à 25 cents la partie. Mais aujourd’hui, ils vont devoir le faire pour de vrai… Lorsque des aliens découvrent des vidéos d’anciens jeux et les prennent pour une déclaration de guerre, ils lancent l’assaut contre la Terre.

A la suite de circonstances indépendantes de sa volonté, une jeune étudiante voit ses capacités intellectuelles se développer à l’infini. Elle « colonise » son cerveau, et acquiert des pouvoirs illimités.

Peter Quill est un aventurier traqué par tous les chasseurs de primes pour avoir volé un mystérieux globe convoité par le puissant Ronan, dont les agissements menacent l’univers tout entier. Lorsqu’il découvre le véritable pouvoir de ce globe et la menace qui pèse sur la galaxie, il conclut une alliance fragile…

Une nation de plus en plus nombreuse de singes évolués, dirigée par César, est menacée par un groupe d’humains qui a survécu au virus dévastateur qui s'est répandu dix ans plus tôt. Ils parviennent à une trêve fragile, mais de courte durée : les deux camps sont sur le point de se livrer une guerre qui décidera de l’espèce dominante sur Terre.