Vuosi 2048. Sodat, ydinlaskeumat, ympäristökatastrofit ja räjähdysmäinen väestönkasvu ovat aiheuttanut sen, että kohta puolet maapallosta on asumiskelvotonta ja puolet väestöstä tulee kuolemaan nälkään. Ihmiskunnan uusi koti voisi olla TITAN, Saturnuksen suurin kuu, jonka olosuhteet muistuttavat ainakin jossain määrin alkuaikojen maapalloa. NATO käynnistää salaisen operaation ja yksi mukaan valituista koehenkilöistä on armeijan lentäjä Rick Janssen (Sam Worthington). Tarkoitus on lääketieteellisten kokeiden ja ns. pakotetun evoluution avulla muokata ihmisestä sellainen, että hän pystyisi selviytymään TITANin vaativissa olosuhteissa. Onnistuneiden kokeiden tulokset ovat hämmästyttäviä, mutta sivuvaikutukset ovat vielä pahempia…