浩瀚宇宙中，一艘名为"朝圣者7号"的太空船正穿越流星风暴。宇航员们发现了一个来自火星的神秘样本舱，工程师罗瑞·亚当斯冒着生命危险将其捕获。当生物学家休·德里在显微镜下观察时，这个形似变形虫的样本竟突然长出肢体，在培养皿中蠕动起来——人类首次发现了地外生命。
地球上的民众通过直播见证着这一历史时刻。纽约时代广场的孩子们为这个火星生命体取名"卡尔文"。空间站里，包括冷静的大卫·乔丹博士和坚毅的米兰达·诺斯船长在内的六名宇航员，正沉浸在探索发现的喜悦中。没人意识到，这个能模仿肌肉、视觉甚至神经活动的生物，即将揭开一场太空噩梦的序幕。
实验室的意外断电让卡尔文陷入休眠。当休试图用电击棒唤醒它时，这个"温顺"的生物突然暴起，像液态金属般缠住他的手臂。骨骼碎裂声伴随着凄厉惨叫，卡尔文竟用断骨刺破防护舱，吞噬实验鼠后体型暴涨。工程师罗瑞的氧气火焰攻击反而激怒了这个生物，它钻入人体内部进行杀戮——第一个牺牲者诞生了。
随着卡尔文破坏空间站系统，宇航员们陷入绝境。执行舱外维修的卡佳遭遇最惨烈的死亡：她的宇航服被注入腐蚀性液体，在太空中窒息时仍坚持切断连接舱门的缆绳。漂浮的尸体旁，卡尔文像水母般舒展着新长出的触须，进化速度令人毛骨悚然。
幸存者们发现更可怕的真相：这个可能灭绝火星文明的掠食者，正在学习人类的思维模式。当休眠舱计划失败，卡尔文已长出具人脸特征的恐怖形态。最后的逃生舱分离计划中，大卫选择与恶魔共舞——他故意让载有卡尔文的逃生舱坠入地球海域，而米兰达的救生舱则永远漂流向宇宙深渊。
越南渔村的海面上，渔民们好奇地围住从天而降的金属舱体。透过舷窗，他们看见满脸血污的大卫正在某种胶状物质中挣扎。当手指搭上舱门开关时，没人听见宇航员嘶哑的警告："别开门……"而在漆黑太空中，米兰达的求救信号逐渐消失在无线电静默里，成为人类探索宇宙代价的永恒注脚。