电影的故事其实是这样的，Sam Bell爱上了一个叫Tess的女孩并和她结婚了，然而不久他们的婚姻出了问题。于是Sam受雇于Lunar Industries作为一个赴月球的宇航员，签署了为期3年的合同，呆在月球上开采新能源。 　　 　　Sam在月球的三年很孤单，只能和妻子Tess通过视频消息交流。通过视频Sam看到了他们的女儿Eve，差不多应该是在Sam去月球时候出生的。 　　 　　三年期满，Sam回到地球。但是Lunar Industries觉得这样每三年雇一个新人的运输费用太高昂了。于是为了节约成本，他们造了无数个Sam的克隆人，并且将Sam本人的记忆植入他们的大脑中。这些克隆人被冷冻在月球基地的地下室里。 　　 　　第一个克隆人Sam-2被月球上的机器人Gerty唤醒。Sam-2开始执行他在月球上的三年契约。Gerty告诉他月球上的通信天线被太阳风暴损坏，不能与地球进行实时通信（实际上是Lunar Industries在他们的基地旁盖了干扰发射塔）。这样Sam-2只能“观看”事实上是Tess以前发来的旧的视频消息。而实际上Tess此时和真正的Sam在地球上生活。 　　 　　又三年期满，Sam-2被告知他将返回地球和妻子Tess团聚，而要返回地球前Gerty告诉他要先被冷冻起来。实际上Sam-2被焚化了。 　　 　　第二个克隆人Sam-3被唤醒，三年后他也被同样焚化。此时地球上女儿Eve已经9岁了，而妻子Tess却已经去世了。 　　 　　Sam-4重蹈覆辙，接着我们电影的主角Sam-5终于出场了。电影刚开始时，就是他三年任期快要到期之时。 　　 　　接下来的故事就是电影情节，Sam-5发现自己开始产生幻觉，接着发生了车祸。Gerty以为他死了，就提前唤醒了Sam-6。Sam-6执意要去事故现场，发现并救出了Sam-5。然后他们终于发现自己其实是克隆人。Sam-5在病重之余开车到电磁干扰区之外，打电话给地球上“自己”的家里，终于看到了此时已经15岁的Eve，也知道了Tess去世的消息，并且发现了真正的地球上的Sam。 　　 　　地球派遣来了“救援队”。Sam-6知道，如果他们俩被发现就会被杀掉。于是Sam-6决定唤醒Sam-7并把他杀死，以放在车祸现场顶替Sam-5，再把Sam-5偷偷送回地球。 　　 　　终于到了电影的高潮：病重的Sam-5觉得自己活不长了，于是不忍心杀死Sam-7。他决定自己回到出事故的车上，而让Sam-6逃回地球。最后Sam-6临走之前还修改了程序，让helium harvester撞毁了干扰发射塔。 未来世界，随着科技的飞速进步，地球的污染也越来越严重。为了遏制这种现状，一家名为月能工业有限公司的企业应运而生。该公司致力于月球能源的开发，通过采集氦-3来满足地球对能源的需求。月能公司在月球设有基地，山姆•贝尔（山姆•洛克威尔 Sam Rockwell 饰）正是该基地上唯一的工作人员。山姆是公司聘用的合同工，他已在月球孤零零地生活3年，陪伴他的只有智能机器人戈蒂（凯文•斯派西 Kevin Spacey 饰）。枯燥乏味的生活令山姆归心似箭，在还有两周就离开月球的时候，山姆偶然遭遇一起事故。醒来后的他发现戈蒂似乎对其有所隐瞒，公司高层也拒绝他的回程请求。山姆借机逃出基地，却在事故发生地点发现另一个自己…… 　　本片荣获2009年爱丁堡国际电影节最佳英国影片奖、2009年西雅图国际电影节最佳男主角奖。