Ad Astra, il film diretto da James Gray, racconta la storia di Roy McBride (Brad Pitt), un ingegnere aerospaziale della NASA incaricato di compiere una missione nello spazio. Solitario, felicemente sposato con Eve (Liv Tyler) e con una leggera forma di autismo, Roy ha perso suo padre circa 20 anni prima durante una spedizione su Nettuno dalla quale non è più tornato. L'obiettivo del suo viaggio era portare a compimento il progetto Lima, basato sulla ricerca di vita extraterrestre.
Tuttavia, anziché cercare forme di vita intelligenti, Clifford McBride (Tommy Lee Jones), che secondo nuove prove potrebbe essere ancora vivo, conduceva (e forse ancora conduce) esperimenti con materiale classificato in grado di distruggere l'umanità e compromettere per sempre l'intero sistema solare.
Dopo essere sopravvissuto per miracolo a una caduta dallo spazio, il governo si rivolge a lui convinto che sia l'unica persona in grado di aiutarli a invertire il processo di distruzione - già in atto sulla terra - denominato il "picco": una letale onda d'urto che causa incendi in tutto il pianeta, guasti tecnologici e incidenti aerei. Incaricato di smantellare il progetto di suo padre e salvare il mondo dalla catastrofe, l'audace Roy parte dunque alla volta di Nettuno alla ricerca di indizi sul fallimento della missione paterna. Ma a volte, le risposte che cerchiamo rischiano di essere troppo oltre la nostra portata. Mentre affronta la missione infatti, l'astronauta finirà per rivelare alcuni segreti che mettono in dubbio l'esistenza dell'umanità e il suo posto nell'universo...