1999年新年前夕，两个不起眼的高中生决定在新千年之前参加一场盛大的派对，但当时针指向午夜，他们想象不到的疯狂事件发生了。
某日，人类赖以生存的家园地球遭到了外星人的猛烈袭击，现代设施和发达科技均遭受到了毁灭性的打击，人类文明仿佛一下子退回了石器时代。凯西（科洛·格蕾斯·莫瑞兹 Chloe Grace Moretz 饰）和弟弟山姆（扎克瑞·亚瑟 Zackary Arthur 饰）在灾难之中失去了母亲，姐弟两人顾不上悲伤，跟随着父亲奥利弗（朗·里维斯顿 Ron Livingston 饰）来到难民营避难。 沃斯上校（列维·施瑞博尔 Liev Schreiber 饰）带领着军队来到了难民营，他们带走了孩子们，并且声称之后会回来接遗留下来的成年人，凯西和山姆依依不舍的离开了父亲。山姆心爱的泰迪熊落在了难民营，凯西返回寻找，哪知道外星人拥有了能够寄宿在人类体内的能力，导致难民营中发生了动乱。混乱之中，凯西和山姆失散了，为了寻找弟弟，凯西毅然踏上了充满了危险的旅途。
故事发生在1978年，12岁的男孩大卫（乔伊·克莱默 Joey Cramer 饰）在意外之中坠入山谷，失去了意识。醒来后，大卫回到了家，却发现眼前的一切已经物是人非，原来此时的时间已经来到了1986年，这也就意味着，12岁的大卫需要面对的，是八年后的未来世界，在大卫昏迷期间，究竟发生了什么？ 大卫好不容易找到了失散的家人，当初比他小四岁的弟弟杰夫（Matt Adler 饰）如今已经长成了大男孩，而大卫却还是12岁的模样。之后，一艘外太空飞行物降落地球，而它的存在和大卫遇到的难解之谜有着千丝万缕的关联。于是，太空总署找到了大卫，希望他能够协助调查此事。
在德国一座中世纪大学城的植物园中，一棵古老的银杏树静静矗立，见证着三个时代中人与自然之间的深层联结。1908年，大学首位女性学生透过摄影镜头，在植物的微观结构中发现宇宙的神圣秩序；1972年，一位沉默的青年在观察天竺葵的过程中，悄然改变了对世界的感知；2020年，一位来自香港的神经科学家在研究婴儿意识的同时，与这棵树展开一场意想不到的实验。
故事紧接《科学怪人》结尾火烧科学怪人场面，弗兰肯斯坦和他制造的科学怪人都活了下来，科学怪人并没有像博士想象的那样杀死……弗兰肯斯坦决定洗手不干，但另一位疯狂的科学家怪博士找到弗兰肯斯坦要合作造个女人，并绑架他的妻子作为威胁。弗兰肯斯坦只好答应。科学怪人逃生后，历经险阻最终与怪博士相遇，三人在古堡中期待科学怪人的新娘诞生……
近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。中国航天员刘培强（吴京 饰）在儿子刘启四岁那年前往国际空间站，和国际同侪肩负起领航者的重任。转眼刘启（屈楚萧 饰）长大，他带着妹妹朵朵（赵今麦 饰）偷偷跑到地表，偷开外公韩子昂（吴孟达 饰）的运输车，结果不仅遭到逮捕，还遭遇了全球发动机停摆的事件。为了修好发动机，阻止地球坠入木星，全球开始展开饱和式营救，连刘启他们的车也被强征加入。在与时间赛跑的过程中，无数的人前仆后继，奋不顾身，只为延续百代子孙生存的希望…… 本片根据刘慈欣的同名小说改编。
2019年, 为了解决地球灾难性人口爆炸, 天空总署派出人类2.0版, 进入一枚虫洞探索新世界, 该任务被称为"虚空"。当特派团意外返回时, 太空总署反而发现了第一次星际太空之旅中的失踪宇航员...
这个世界始终萦绕着一个终极猜想：若彩虹实为穿越时空的未来观测者，人类历史将如何被重写？公元2932年，十岁少年阿尔科身着虹光太空服开启人生首航，却在时空乱流中意外坠入2075年的过去。同龄女孩艾瑞斯目...
该片以大地震后荒废的首尔为背景，讲述聚集在此地唯一剩下的“皇宫公寓”里的生存者们的故事。
