Lorsque de mystérieux vaisseaux venus du fond de l’espace surgissent un peu partout sur Terre, une équipe d’experts est rassemblée sous la direction de la linguiste Louise Banks afin de tenter de comprendre leurs intentions.

Un scientifique vivant à l'époque victorienne fabrique une machine à voyager dans le temps et voyage loin dans le futur. Il s'aperçoit alors que la race humaine s'est divisée en deux espèces, une vivant à la surface, et l'autre sous terre. Quand sa machine est volée par le peuple souterrain cannibale, il doit risquer sa vie pour retourner dans son époque.