故事发生在并不算遥远的未来，人类在月球背面发现了一种岩石，它直接吸收太阳的能量，并在其中储存为气体氦3。为了开发新型资源，一家名为“月球巨人”的公司在月亮上建立了基地，从事矿石的挖掘工作。而山姆·贝尔是这个月球基地唯一一个员工，陪伴他的只有一名机器人戈蒂（凯文·斯派西 配音）。在这孤独而漫长的3年，山姆靠着憧憬其后美满的地球生活撑了下来。但当合同即将期满之时，不寻常的事情发生了。一次事故中山姆救回了一个和自己长得一模一样的人类，他逐渐发现这背后隐藏的秘密。

美国国防情报局特工亨利，准备退休之际意外遭到一名神秘杀手的追杀，在两人的激烈较量中，他发现这名杀手竟然是年轻了20多岁的自己，一场我与我的对决旋即展开，而背后的真相也逐渐浮出水面。