Sandra Bullock spiller dr. Ryan Stone, en dygtig ingeniør, der kommer på sin første rumfærgemission med veteran-astronauten Matt Kowalski, spillet af George Clooney. En ellers rutinemæssig rumvandring ender i en katastrofe, da deres rumfærge tilintetgøres og Stone og Kowalski kastes – mutters alene og kun tøjret til hinanden – ud i intetheden. Den øredøvende tavshed lader dem forstå, at de har mistet enhver forbindelse til Jorden ... og enhver chance for redning. Mens frygten forvandles til panik, tærer hver eneste mundfuld luft på den lille smule ilt, de har tilbage. Nu kan den eneste vej hjem tvinge dem endnu længere ud i det frygtindgydende verdensrum.