Com o planeta Terra à beira do seu fim, são desenvolvidas experiências para, no futuro, se habitar Titã. Rick Janssen (Sam Worthington), um ex-militar, e a sua família são escolhidos para a missão que visa preparar o ser humano para colonizar esse satélite de Saturno.

Alterar o metabolismo do corpo para as condições do planeta, fazendo-os sobreviver com pouco oxigénio, e aperfeiçoar a visão nocturna são algumas das faculdades que se vão tentar desenvolver.

Mas cedo as cobaias humanas descobrem que estão a ser vítimas de experiências genéticas e que os efeitos colaterais, além da degeneração do corpo, dão origem a comportamentos violentos. E que há outros propósitos por detrás da missão…