近未来的地球黄沙遍野，小麦、秋葵等基础农作物相继因枯萎病，人类不再像从前那样仰望星空，想象力和灵感的迸发，而是每日在沙尘暴的下倒数着所剩不多的光景。在家务农的前NASA宇航员库珀(马修·麦康纳 Matthew McConaughey 饰)接连在女儿墨菲(麦肯吉·弗依 Mackenzie Foy 饰)的书房发现奇怪的重力场现象，随即得知在某个未知区域内前NASA仍秘密进行一个人类的计划。多年以前土星附近出现神秘虫洞，NASA借机将数名宇航员派遣到遥远的星系寻找适合居住的星球。在布兰德教授(迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰)的劝说下，库珀忍痛告别了女儿，和其他三名专家教授女儿艾米莉亚·布兰德(安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 饰)、罗米利(大卫·吉雅西 David Gyasi 饰)、多伊尔(韦斯·本特利 Wes Bentley 饰)搭乘飞船前往目前已知的最有希望的三颗星球考察。
《侏罗纪公园》故事发生的22年后，纳布拉尔岛已经发展成为一个庞大的主题公园和度假胜地--侏罗纪世界。游客可以乘着船、驾着车，或者坐在透明的旋转球里欣赏身边的恐龙，优美的景色和的气氛令人们流连忘返，如同公园曾经的创始人约翰·哈蒙德所期望的那样。但是这一派热闹之中似乎暗藏危机，如今的国际基因科技公司(InGen)在制造恐龙的同时还力图打造混血儿，将不同种类甚至不同的DNA相结合，最终意外制造出的D-Rex掠食者恐龙。
一场且全球性的战争爆发不久的未来，比尔·凯奇中校(汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰)从不曾有过任何实际战斗经验，却接下一项战斗任务，这无疑是一场作战，比尔在投入战场的前几分钟就命丧当场。然而他却发现自己莫名地进入一个时空循环中，让在他濒死之际的瞬间，重新在出任务的当天早晨醒来，并且再度上战场，当然他也一次又一次地在任务中阵亡。
深邃的外层空间，蔚蓝的地球与深不见底、漆黑一片的形成鲜明对比。一台隶属美国的空间站，数名宇航人员正进行太空漫步，对所属卫星做着例行检查。初上太空的瑞安·斯通博士(桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰)在经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基(乔治·克鲁尼 George Clooney 饰)的协助下，有条不紊地检查每一个部件。此次是科沃斯基退休前的最后一次飞行，他幽默风趣地活跃着团队的氛围。就在此时，休士顿总部传来骇人消息，不久前行将废弃俄罗斯卫星被导弹击毁，碎片以超过子弹的速度在地球轨道上散开，并意外击中其他卫星，引起连锁反应制造了新的碎片。
人类的造成了无可避免的大自然反扑，后果是人类将失去家园及一切，并面临异族的;基因科学家威尔·罗德曼为研发药物治疗阿兹海默症，对人猿进行活体基因实验，但在实验宣告失败后，他将当中一只刚出生的人猿从实验室救出并取名凯撒。凯撒还在胎中时，其母亲受到大量的药物实验，让他突变并具有智慧与情感，但后来在误伤了人类后被所，也导致凯撒与人类渐行渐远，最后反目成仇并集结人猿展开。
时间特工我(伊桑·霍克 Ethan Hawke 饰)穿越时空，以试图恐怖Fizzle Bomber的。而在最后的一次任务中，我来到了1967年，在一个酒吧里遇见了约翰。约翰向我打赌他的故事是我从没听说过的。原来他曾爱上了一个完美的神秘恋人，但是有一秘恋人忽然他，而梦想的破灭以及女儿的致使他的生活陷入低谷。而我发现神秘恋人可能就是恐怖。因此，我决定带约翰穿越时空完成他向神秘恋人的复仇之。在这个过程中，我逐渐发现了隐藏在时间悖论下不为人知的秘密。我们如同莫比乌斯环，周而复始的延续着我们的命运……
在一个静得有些诡异的夜晚，年轻女子艾米丽(艾米丽·芭尔多尼 Emily Baldoni 饰)驱车来到朋友家参加。此前她一边开车一边和男友打电话，然而通话突然中断，她的手机屏也莫名其妙出现裂痕。这一事件让艾米丽的心中升起隐隐不安，因为当晚一颗彗星刚好接近地球，一个很久之前听过的传说使她对彗星的到来有着不祥的预感。稍后，朋友们落座，大家彼此交谈，叙说近况，虽然言语中有着许多莫名其妙、蹊跷反常的线索，然而均被一带而过。突然间，灯光尽灭。当重新来临时，众人发现附近只有一户人家还在亮灯，而亮灯人家里坐着的竟是他们自己……
曾经名噪一时的女明星罗宾·怀特(罗宾·怀特 Robin Wright 饰)早已过期，45岁的她因为执拗和任性毁掉的很多机会，也让公司老板杰夫(丹尼·赫斯顿 Danny Huston 饰)渐渐失去了耐心。杰夫她签下演员生涯最后一份合约，从此罗宾的名字和三维扫描后的虚拟形象只能出现在公司的展示墙上和数字时代的电影中。罗宾起初极度抵制，但在经纪人艾尔(哈威·凯特尔 Harvey Keitel 饰)的竭力劝说下，同时考虑到儿子亚伦(柯蒂·斯密特-麦菲 Kodi Smit-McPhee 饰)的状况，这个倔强的女人选择。20年后，罗宾驱车前往亚伯拉荷马参加未来学大会，而那里是一个全动画区。以动画形象示人的罗宾将经历一次难忘的旅程……
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