V blízkej budúcnosti bude Zem čeliť vážnym environmentálnym problémom, vrátane úrody a rozsiahleho sucha, ktoré ohrozujú prežitie ľudstva. Skupina astronautov vedená Cooperom, bývalým pilotom NASA, je vyslaná na misiu cez červiu dieru blízko Saturnu, aby hľadala novú obývateľnú planétu pre ľudstvo.
Cooper spolu s vedcami Amelia Brand, Romilly, Doyle a TARS (rozumný robot) cestujú cez červiu dieru a objavia niekoľko potenciálne obývateľných planét. Podstupujú rôzne výzvy, vrátane dilatácie času, čo spôsobuje, že zažívajú rôzne množstvo času v porovnaní so Zemou. Cooper tiež čelí osobným problémom, keď zápasí s možnosťou, že svoje deti už nikdy neuvidí.
Keď astronauti skúmajú rôzne planéty, stretávajú sa s rôznymi javmi, vrátane ľadových svetov, vodných svetov a planéty s extrémnou dilatáciou času. Objavujú tiež dôkazy o predchádzajúcej ľudskej civilizácii, ktorá dosiahla pokročilú úroveň technológie. Nakoniec sa Cooper ocitne v tesseracte, päťrozmernom časopriestorovom kontinuu, kde je svedkom udalostí z vlastnej minulosti a súčasnosti.
Prostredníctvom vedenia budúcej verzie Murphovej, Cooperovej dcéry, ktorá zostala na Zemi, si uvedomí, že účelom misie nie je len nájsť novú planétu, ale aj prekonať obmedzenia ľudskej existencie a získať schopnosť manipulovať s gravitáciou. Cooper využíva svoje novonadobudnuté znalosti na manipuláciu s tesseractom a posiela správu Murphovi, čím umožňuje ľudstvu prežiť na Zemi.
Interstellar skúma témy lásky, rodiny, obety, vedeckého bádania a povahy času a priestoru. Spája prvky sci-fi s emocionálnym rozprávaním a predstavuje komplexný a podnetný príbeh.