万物都有终始。地球在太阳系中走到了暮年，地表温度零下七八十度，人类为了延续文明建造了地下城。地下城里的生活看似如旧，但城外的世界却充满了死亡的恐惧。地球的近邻木星正在抽空地球的空气，木星的引力也在推进地球的毁灭。为了人类存亡，为了地球家园，全球联合起来在各地建造助推器，要将地球推离木星的引力。
十七岁的刘启面对地下城的晦暗生活再也无法忍耐，他要逃离，他要找寻。但外面的世界很无奈，没走出多远，他和妹妹朵朵就被交警截获。姥爷韩子昂闻讯而来，行贿不成反被困狱中。在狱中刘启结识了“中澳合资”话痨混血儿，正当谈话中发生了地震，地下城一片混乱。
与此同时，空间站上正准备再度休眠的刘培强试图通过人工智能莫斯与儿子刘启通话，得知北京市发生地震，逃难中的爷孙三人及车辆被征用，他们将运送火石到杭州。这颗火石看起来平平无奇但却关系着全球人类的生死存亡。为了运送这颗火石，刘启的爷爷死了，队员们也死的死，伤的伤，一行人因此产生争执，火石被毁。行动队正要报告运送火石行动失败，刘启经过一番思想斗争，决定协助战队一起将火石运送到印度尼西亚。
一路上艰难险阻，但到达目的地时死亡并没有结束，由于木星引力增强，联合国不得不变更计划，让空间站作为全人类的希望，延续文明。刘培强最初发现了计划的变更，以为是莫斯的叛逃，最终才发现其实是联合国下达的指令。地球上的人类并不知道营救计划被放弃，还依旧在努力。正在这时莫斯进行了全球通报，在地球毁灭之前让每个人都在七天之内回家与亲人团聚。听到这一绝望的消息，刘启一行人并没有放弃最后的尝试而是试图点燃木星周围的氢气和氧气从而发生巨大的推力，将地球推离木星的引力。
一行人努力做好准备，但是助推器只能用人工完成。一切即将功亏一篑时，朵朵利用刘启与父亲的通话权限与空间站上的刘培强取得联系，将一行人最后的方案告诉了刘培强，刘培强请示联合国，联合国为朵朵接通全球通告号召各国的救援队来帮忙，并呼应前面的剧情说出：希望是这个时代像钻石一样珍贵的东西。听到号召的战队，纷纷调转车头赶来帮忙，援救的顺序恰好是当年汶川地震时各国的救援顺序。助推器在各国的努力下成功发射，但意外又发生了……
发射的射程没有达到可以点燃木星的距离，此时刘培强决定用空间站的燃料接上最后的距离。这就意味着他要与这些燃料一起燃尽。最终地球离开了木星的引力，这并不意味着结束，而是地球流浪寻找新家园的开始。
这部电影不仅是科技与想象的融合，而是将现实生活所发生的都巧妙地传达出来，更体现了一种超越国别乃至跨越地球空间的博爱。
