Der Weltraum, unendliche Weiten. Was für die meisten Menschen nach dem Auftakt in ein Science-Fiction Abenteuer klingt, ist für Matt Kowalski (George Clooney) beinahe Alltag. Der Astronaut und sein Team sind mit dem Raumschiff „Explorer“ und der medizinischen Ingenieurin Dr. Ryan Stone (Sandra Bullock) auf einem Routineeinsatz am Hubble Teleskop um eine neue Komponente zu installieren.