致力于光學(xué)神經(jīng)芯片項(xiàng)目的國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局研究員艾瑪曾是一名優(yōu)秀的飛行員，但因?yàn)樵缒觊g的一次墜機(jī)事件導(dǎo)致她抗拒進(jìn)入駕駛艙，但同時(shí)也激發(fā)她設(shè)計(jì)利用思維操縱飛機(jī)的靈感。當(dāng)她和四位因傷殘退役的飛行員同事對(duì)他們的科研項(xiàng)目進(jìn)行飛行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)模型與一頭不明生物在空中纏斗。與此同時(shí)，艾瑪?shù)母赣H本在天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)三個(gè)隕石墜落到地球，根據(jù)隕石碎片的成分分析，不明生物是來(lái)源于火星的拉爾加。此時(shí)，三個(gè)隕石墜落點(diǎn)的上空各有一頭拉爾加盤(pán)旋，它們不僅噴射火焰和電流，還釋放有毒物質(zhì)，多座城市遭受破壞。眼看家園危在旦夕，艾瑪決定將她的科研成果投入實(shí)戰(zhàn)，為此她來(lái)到空軍基地，對(duì)真正的戰(zhàn)斗飛機(jī)進(jìn)行改造。一向?qū)λ目蒲许?xiàng)目嗤之以鼻的本此時(shí)決定全力支持女兒，并鼓勵(lì)女兒克服內(nèi)心恐懼。身為前飛行員的他親自披掛上陣，首先與拉爾加在空中交戰(zhàn)，隨后他又發(fā)現(xiàn)拉爾加懼怕寒冷的弱點(diǎn)，最終與女兒攜手將拉爾加消滅。