A causa di una forza misteriosa, la Luna esce dalla sua orbita attorno alla Terra e precipita in rotta di collisione con il pianeta. A poche settimane prima dell'impatto, con il mondo sull'orlo dell'annientamento, Jo Fowler, manager della NASA ed ex astronauta, è convinta di avere la soluzione per evitare il disastro ma gli unici a darle credito sono Brian Harper, anche lui ex astronauta, e il teorico della cospirazione K.C. Houseman. I tre organizzano un'impossibile e disperata missione nello spazio, lasciandosi alle spalle tutti coloro che amano, in cui scoprono che la "nostra" Luna non è ciò che in realtà pensiamo che sia...