V blízké budoucnosti bude Země čelit vážným ekologickým problémům, včetně plísní a rozsáhlých such, které ohrožují přežití lidstva. Skupina astronautů vedená Cooperem, bývalým pilotem NASA, je vyslána na misi skrz červí díru poblíž Saturnu, aby hledala pro lidstvo novou obyvatelnou planetu.
Cooper spolu s vědci Amelií Brandovou, Romilly, Doylem a TARS (rozumný robot) cestují červí dírou a objevují několik potenciálně obyvatelných planet. Podstupují různé výzvy, včetně dilatace času, což způsobuje, že zažívají různé množství času ve srovnání se Zemí. Cooper také čelí osobním problémům, když se potýká s možností, že už své děti možná nikdy neuvidí.
Jak astronauti prozkoumávají různé planety, setkávají se s různými jevy, včetně ledových světů, vodních světů a planety s extrémní dilatací času. Objevují také důkazy o předchozí lidské civilizaci, která dosáhla pokročilé úrovně technologie. Nakonec se Cooper ocitne v tesseractu, pětirozměrném časoprostorovém kontinuu, kde je svědkem událostí z vlastní minulosti i současnosti.
Prostřednictvím vedení budoucí verze Murph, Cooperovy dcery, která zůstala na Zemi, si uvědomí, že účelem mise není jen najít novou planetu, ale také překonat omezení lidské existence a získat schopnost manipulovat s gravitací. Cooper využívá své nově nabyté znalosti k manipulaci s tesseractem a posílá zprávu Murphovi, což umožňuje lidstvu přežít na Zemi.
Interstellar zkoumá témata lásky, rodiny, oběti, vědeckého zkoumání a povahy času a prostoru. Kombinuje prvky sci-fi s emocionálním vyprávěním a představuje komplexní a podnětné vyprávění.