Uma força misteriosa faz com que a Lua saia de sua órbita e vá em direção a Terra. Poucas semanas antes do impacto e com a humanidade à beira da aniquilação, a ex-astronauta da NASA Jo Fowler (Halle Berry) está convencida de que tem a resposta para salvar o planeta, mas apenas um colega do passado, o astronauta Brian Harper (Patrick Wilson), e o teorista K.C. Houseman (John Bradley), acreditam nela. Os improváveis heróis correm contra o tempo para montar uma missão ao espaço, mas lá descobrem que a Lua não é o que parece.