Yakın gelecekte Dünya, mahsullerin bozulması ve yaygın kuraklıklar da dahil olmak üzere, insanlığın hayatta kalmasını tehdit eden ciddi çevre sorunlarıyla karşı karşıya kalacak. Eski bir NASA pilotu olan Cooper liderliğindeki bir grup astronot, insanlık için yaşanabilir yeni bir gezegen aramak üzere Satürn yakınındaki bir solucan deliğinden geçerek bir göreve gönderilir.
Cooper, bilim adamları Amelia Brand, Romilly, Doyle ve TARS (duyarlı bir robot) ile birlikte solucan deliğinde seyahat eder ve potansiyel olarak yaşanabilir birkaç gezegen keşfeder. Zaman genişlemesi de dahil olmak üzere çeşitli zorluklara maruz kalıyorlar, bu da onların Dünya'ya kıyasla farklı zaman dilimlerini deneyimlemelerine neden oluyor. Cooper aynı zamanda çocuklarını bir daha görememe ihtimaliyle uğraşırken kişisel sorunlarla da karşı karşıya kalır.
Astronotlar farklı gezegenleri keşfederken buz dünyaları, su dünyaları ve aşırı zaman genişlemesine sahip bir gezegen gibi çeşitli olaylarla karşılaşırlar. Ayrıca ileri bir teknoloji seviyesine ulaşmış önceki bir insan uygarlığının kanıtlarını da keşfederler. Sonunda Cooper kendini, kendi geçmişinden ve şimdiki zamandan olaylara tanık olduğu beş boyutlu bir uzay-zaman sürekliliği olan bir tesseract'ta bulur.
Cooper'ın Dünya'da kalan kızı Murph'un gelecekteki versiyonunun rehberliği sayesinde, görevin amacının sadece yeni bir gezegen bulmak değil, aynı zamanda insan varoluşunun sınırlarını aşmak ve yerçekimini manipüle etme yeteneği kazanmak olduğunu fark eder. Cooper, tesseract'ı manipüle etmek için yeni keşfettiği bilgiyi kullanır ve Murph'a insanlığın Dünya'da hayatta kalmasını sağlayan bir mesaj gönderir.
Interstellar aşk, aile, fedakarlık, bilimsel keşif ve zaman ve mekanın doğasını araştırıyor. Bilim kurgu unsurlarını duygusal hikaye anlatımıyla birleştirerek karmaşık ve düşündürücü bir anlatım sunuyor.