影片始于一场天文异变，一颗新近出现的月球改变了地球的轨道倾角，导致全球气候系统在极短时间内崩溃，进入严酷的冰河时期。城市被掩埋在厚重的冰层之下，人类文明危在旦夕。

在此绝境中，顶尖科学家塔莉亚·贝内特博士临危受命，她的专业知识成为寻找生路的关键。她与作风强硬但务实的军方领袖大卫·格林将军被迫联手。两人最初的合作充满分歧与摩擦，塔莉亚坚持科学方案的严谨性，而大卫则更关注任务的执行效率与成功率。

随着危机的加深，他们共同制定出一个孤注一掷的“方舟计划”。该计划的核心是派遣一艘经过特殊改装的太空战舰，前往地月引力交汇的关键节点，通过引爆巨型装置来尝试修正紊乱的循环。他们深知，这几乎等同于一项自杀式使命，船员生还的希望渺茫。

在筹备与执行计划的巨大压力下，塔莉亚与大卫的关系从互不信任的搭档，逐渐转变为能够托付生死的战友。他们的合作过程，具体体现在对任务细节的每一次激烈争论、对船员人选的艰难抉择，以及最终共同下达发射指令的凝重时刻。影片聚焦于这一具体行动如何展开，描绘了人类在终极灾难面前，如何依靠智慧与牺牲精神进行最后一搏。