Космическая одиссея "Интерстеллар" рассказывает о будущем, где Земля на грани коллапса из-за пыльных бурь и неурожаев. Джозеф Купер, бывший пилот NASA, становится фермером, воспитывая детей Мерф и Тома с отцом своей покойной жены Дональдом. После пыльной бури Купер и Мерф обнаруживают, что пыль в комнате Мерф образует бинарный код, указывающий на координаты секретной базы NASA.
На базе Купер встречает профессора Бренда, который объясняет, что 48 лет назад возле Сатурна появился червоточина, ведущая в другую галактику с 12 потенциально обитаемыми планетами. Купер соглашается возглавить миссию на корабле "Эндюранс", чтобы найти новую родину для человечества. Он обещает вернуться к Мерф, но она отказывается прощаться с ним.
Экипаж "Эндюранса", включая Купера, доктора Бренд, Ромилли и Дойла, а также роботов ТАРС и КЕЙС, отправляется в путешествие через червоточину. Они посещают планету Миллера, где время течет медленнее из-за гравитации черной дыры Гаргантуа. После катастрофической встречи с гигантской волной они теряют Дойла и понимают, что на Земле прошло 23 года.
Купер и Бренд решают направиться к планете доктора Манна, несмотря на протесты Ромилли. На планете Манна они обнаруживают, что он солгал о данных, и он пытается убить Купера. В результате погони Манн погибает, а Купер и Бренд едва успевают вернуться на "Эндюранс".
Из-за нехватки топлива Купер решает использовать гравитацию Гаргантуа для разгона корабля, что приведет к потере 51 года. В процессе он и ТАРС отсоединяются от корабля и попадают в тессеракт – многомерное пространство, где Купер может взаимодействовать с комнатой Мерф в разные моменты времени.
Купер понимает, что он был "призраком" Мерф, и передает ей через часы данные, необходимые для решения гравитационного уравнения. Тессеракт исчезает, и Купер оказывается на станции возле Сатурна, где воссоединяется с пожилой Мерф. Она рассказывает ему, что Бренд находится на планете Эдмундса, и Купер отправляется к ней, чтобы присоединиться к новому человеческому поселению.
Фильм исследует темы любви, жертвенности и связи между временем и пространством, подчеркивая, что любовь может преодолеть даже самые сложные физические барьеры.