《星際探索》講述一段跨越星際時空的尋父旅程。主角Roy McBride（布拉德·皮特飾）是一位空間工程師，他的父親Clifford McBride（湯米·李·瓊斯飾）在20年前執行海王星探索任務時失蹤。成年后的Roy McBride開始了太陽系旅行，試圖找到他的父親，并弄清任務失敗的原因。然而，卻在旅途中發現了對地球造成極度威脅的秘密。