After NASA picks up a trio of mysterious signals from within our own solar system, astronaut Roger Nelson is dispatched on a multi-year solo mission aboard the Magellan spacecraft to investigate the sources.
La NASA entra in stato di allerta quando un'improvvisa pioggia di meteoriti distrugge uno Shuttle in orbita attorno alla Terra, insieme al satellite che gli astronauti stavano riparando, e in seguito cade su un'area che va dalla Finlandia alla costa orientale degli Stati Uniti, distruggendo in particolare New York. Ben presto gli scienziati scoprono che un enorme asteroide si dirige verso la Terra e la colpirà entro 18 giorni con conseguenze catastrofiche. L'unica soluzione è trivellare l'asteroide e poi farlo saltare con una bomba nucleare collocata al suo interno. Per l'incarico vengono reclutati e addestrati l'esperto di trivellazione petrolifera Harry Stamper (Bruce Willis) e i suoi uomini, tra cui il giovane A.J. (Ben Affleck). Quest'ultimo non ha buoni rapporti con Harry perché innamorato di sua figlia Grace (Liv Tyler).
Il film è basato sulla missione dell'Apollo 18. In realtà questo viaggio spaziale è stato cancellato dalla NASA ma la pellicola ipotizza che la missione si sia svolta segretamente sulla luna ed abbia portato ad un incontro con gli extraterrestri. Nel film verrà inoltre spiegato il motivo per cui la NASA durante questi anni ha nascosto le prove dell'esistenza degli alieni. Parte di Apollo 18 sarà realizzato con del footage filmato dagli astronauti negli anni settanta recentemente scoperto.
Nel 1967 quattro agenti sotto copertura della Cia vengono inviati alla Nasa per essere assunti dalla troupe di un documentario. Quello che scopriranno porterà a una delle più grandi cospirazioni della storia americana.
Rick Janssen, pilota militare, viene scelto per un esperimento teso a dimostrare le possibilità di sopravvivenza umana nelle terribili condizioni ambientali di Titano, uno dei satelliti del pianeta Saturno. L'esperimento riesce trasformando Rick in un super-uomo ma creando effetti collaterali che minacciano non solo la sua vita ma anche quella della moglie, della famiglia e dell'umanità stessa.
Un gigantesco monolite, individuato sulla superficie lunare, trasmette dei messaggi radio in direzione del pianeta Giove. Per seguire il fascio di onde elettromagnetiche viene organizzata una spedizione che ben presto però si trova in balia del computer che governa l'astronave. La lotta avrà un solo vincitore.
La terra è dominata da una dittatura militare che concede i pieni diritti civili soltanto a chi combatte. Il nemico è una stirpe di giganteschi e aggressivi scarafaggi che hanno come base il remoto pianeta Klendathu. Johnny Rico, giovane argentino, si arruola per amore di Carmen Ibanes, pilota di astronavi, ma dopo la distruzione di Buenos Aires e il massacro di 100 000 commilitoni aderisce alla causa per puro patriottismo.
Ellie Arroway, cerca nella scienza la risposta a quesiti che da sempre la tormentano. Chi siamo? Perchè siamo qui? C'è qualcun altro nell'universo? Specializzata nella ricerca di segnali inviati da esseri extraterrestri, una mattina riesce a captare un messaggio proveniente dalla lontana stella Vega, contenente il progetto di una macchina spaziale capace di proiettare un passeggero nell'iperspazio. Ellie dovrà battersi per essere la prescelta per questo incredibile viaggio.
Dopo la conquista della Luna, l'ente spaziale americano ha in programma una missione su Marte. All'ultimo momento però gli astronauti già sistemati vengono fatti scendere e portati un una base militare segreta nel deserto del Nevada: qualcosa non ha funzionato e la missione è stata annullata. Per l'opinione pubblica però tutto deve restare immutato, pena la perdita di prestigio della nazione. Gli astronauti allora vengono obbligati a simulare, come su un set cinematografico, un falso sbarco sul Pianeta Rosso. Al "rientro" però anche la simulazione va storta e il missile si disintegra. Che fare dei tre "eroi dello spazio" ormai morti per tutti? Per fortuna un giornalista ha fiutato l'imbroglio e alcuni "incidenti" sospetti lo mettono sulla pista giusta.
Nel 1976 Norma Lewis insegna in un liceo privato e suo marito Arthur è un ingegnere che lavora alla NASA. In un momento di particolare vulnerabilità ricevono la visita di Arlington Steward, un uomo misterioso dal volto orribilmente sfigurato, che compare alla loro porta con un'offerta che potrebbe cambiare completamente la loro vita: l'uomo regala infatti alla giovane coppia una scatola di legno con un pulsante rosso. Se i due decideranno di premere il bottone, potrebbero ricevere un milione di dollari, ma allo stesso tempo il loro gesto causerà la morte di uno sconosciuto...
Il "capitano" Ellen Ripley, ibernata per sessant'anni in un sofisticato contenitore del traghetto spaziale Nostromo, e quindi rimasta giovane, è l'unica sopravvissuta alla terribile disavventura che ne ha distrutto l'equipaggio e che ora sconvolge le sue notti con incubi ricorrenti, che si riferiscono alle forme mostruose di vita incontrate sul pianeta Archeron, dove ora vive una colonia di pionieri dello spazio. Quando le viene affidata la missione di scoprire il perchè sia stato misteriosamente interrotto il contatto con quel remoto pianeta, Ellen si trova ad affrontare le spaventose proliferazioni del mostro da cui era avventurosamente sfuggita. Allora infatti c'era un solo alieno, ora vivono là innumerevoli mostruosi alieni, che si riproducono con ritmo frenetico, sempre più avidamente affamati di essere umani.