在不遠的未來,地球因人口過多,面臨糧食及乾淨水源匱乏的危機,為了讓下一代有更好居住環境,空軍飛航官里克.詹森(山姆沃辛頓 飾)自願參與馬丁.柯林伍教授(湯姆衛金森 飾)在「泰坦星」上的艱困環境中生存的人體祕密實驗。
他和妻子艾碧蓋兒博士(泰勒席林 飾)帶著兒子盧卡斯(諾亞朱佩 飾),來到位於太平洋小島上的實驗秘密基地,和其他獲選的最優秀軍人們先接受300支藥物注射改變人體細胞構造,除了醫學治療外,同僚之間還要拼體能,像在水中閉氣,高空跳躍,極端的體能訓練,考驗生理與心智的最大極限。
某日有一女軍官在更衣室發狂攻擊同袍,被其他人制止後,他們發現她開始大吐血,負責醫療的醫師趕緊為她注射藥物,仍無法挽回生命。
這一幕太震撼了,參與實驗的軍人們開始懷疑安全性,馬丁教授不斷保證沒問題,隨著身體不斷改變更多人死去,最後只有里克和另一名女軍官成功轉換成外星人外貌,圓滾滾大頭顱,膚色慘白,神情呆滯,失去語言能力,只能用聲波溝通。
馬丁教授為實驗成功興奮不已,當晚那名女軍官就殺死自己的丈夫,他們變成只有殺戮慾望,完全遺忘人類感情。