Une nouvelle course à l’espace naît entre la NASA et l’ESA lorsque Charlie Brownsville, Hank Morrison et le Dr. Casey Cook s’affrontent à un robot artificiellement intelligent pour découvrir ce qui se cache là-haut, sur la planète rouge. Mars suit ces trois astronautes lors de la première mission habitée vers notre voisin galactique. En chemin, ils affrontent des accidents mettant leur vie en danger, des doutes sur eux-mêmes, des journalistes insupportables et l’ennui des longs voyages dans l’espace.