近未来。太陽系外に広がる漆黒の宇宙を突き進む宇宙船7には、生まれたばかりの娘ウィローと暮らすモンテ（ロバート・パティンソン）や彼の幼馴染の少女ボイジー（ミア・ゴス）ら9人のクルーが乗り込んでいた。彼らは死刑や終身刑の判決が下された重犯罪人であり、極刑を免除されるのと引き換えに、同乗する科学者・ディブス医師（ジュリエット・ビノシュ）が指揮する人間の性に関する実験に参加している。地球を離れてから3年以上が経ち、宇宙船という密室の中で終わりなき旅が続く彼らの精神状態は限界に達しようとしていた。やがて彼らの船は、目的地であるブラックホールに近づき……。