影片基于理论物理学家Kip Thorne的理论，讲述一群探险者穿越虫洞的关于时间旅行与平行宇宙的故事。《星际穿越》的故事讲述了未来的地球气候环境急剧恶化、粮食严重紧缺，人类已经难以生存。马修?麦康纳饰演的主人公库珀与安妮?海瑟薇等被选中作为拯救人类未来计划的一员，必须前往太阳系之外另寻适宜人类居住的星球。
世界在历经极端气候与粮食危机，地球濒临末日之际，一位电机工程师（马修·麦康纳 饰）与一群专业研究者还有顶尖太空人（安妮·海瑟薇 饰），扛起人类史上最重要的任务，越过已知的银河，在星际间寻找未来出路。同时必须先割舍无法与家人见面的亲情牵绊，在爱与勇气、生存与挑战中，跨越星际拯救人类……
影片发生在不远的未来，地球气候已经不适合粮食生长，水资源枯竭，饥荒肆掠，人类面临着灭绝的威胁。这时科学家们发现了一个神秘的“时空裂口”，通过它可以到外太空寻找延续生命希望的机会。一个探险小组穿越到太阳系之外，他们的目标是找到一颗适合人类移民的星球。
在这艘名叫做“Endurance”的飞船上，探险队员着面临着前所未有，人类思想前所未及的巨大挑战。然而，通过虫洞的时候，他们发现飞船上的一个小时相当于地球上的七年时间，即使探险小组的任务能够完成，他们能提供的救赎对于对地球上活着的人来说已经是太晚。飞行员库珀(马修·麦康纳 饰演)必须在与自己的儿女重逢以及拯救人类的未来之间做出抉择。
