影片的故事背景是1977年,当时美国宇航局计划向太空发射一个星际探测器。该探测器名为旅行者号。它携带有一个金属唱片,用来向可能存在的外星文明介绍地球的文明和科学知识。而安德鲁·加菲尔德所饰演的天文学家卡尔·萨根就是制作金属唱片的负责人。女主角黛西·埃德加-琼斯所扮演的则是著名纪录片制作人安·德鲁扬。他们在旅行者号项目中相识并且相恋。在宇航局的计划中,旅行者号探测器本该仅仅持续5年,却至今仍在运行中。与之形成对应的是,萨根和他的合作者德鲁扬之间,也有一个史诗般的、意想不到的爱情故事。“我知道你假装自己是残酷无情的人,但实际上你最胆小;我知道你偷用不着的电池,你推开了每一个愿意忍受你的人,因为哪怕一点点爱也会提醒你内心巨大的空虚感;我知道那些造出你的科学家根本没关心过你,就像我的父母把我卖为奴隶。我知道你是谁,孩子,因为你就是我。”