Año 2154. Jake Sully, un ex-marine condenado a vivir en una silla de ruedas, sigue siendo un auténtico guerrero. Por ello ha sido designado para ir a Pandora, donde algunas empresas están extrayendo un mineral extraño que podría resolver la crisis energética de la Tierra. Para contrarrestar la toxicidad de la atmósfera de Pandora, se ha creado el programa Avatar, gracias al cual los seres humanos mantienen sus conciencias unidas a un avatar: un cuerpo biológico controlado de forma remota que puede sobrevivir en el aire letal. Esos cuerpos han sido creados con ADN humano mezclado con ADN de los nativos de Pandora, los Na'vi. Convertido en avatar, Jake puede caminar otra vez. Su misión consiste en infiltrarse entre los Na'vi, que se han convertido en el mayor obstáculo para la extracción del mineral. Pero cuando Neytiri, una bella Na'vi, salva la vida de Jake, todo cambia: Jake, tras superar ciertas pruebas, es admitido en su clan.

Miles de años después de la destrucción de la civilización por un cataclismo, la humanidad se ha adaptado y, ahora, existen gigantescas ciudades en movimiento que vagan por la tierra sobre enormes ruedas absorbiendo a los pueblos más pequeños para obtener recursos. En una de esas colosales urbes Tom Natsworthy (Robert Sheehan), proveniente de la clase baja de Londres, deberá luchar por su vida junto a la peligrosa fugitiva Hester Shaw (Hera Hilmar). Dos opuestos, cuyos caminos nunca debieron cruzarse, forman una peculiar alianza destinada a cambiar el curso del futuro.