近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。中国航天员刘培强（吴京 饰）在儿子刘启四岁那年前往国际空间站，和国际同侪肩负起领航者的重任。转眼刘启（屈楚萧 饰）长大，他带着妹妹朵朵（赵今麦 饰）偷偷跑到地表，偷开外公韩子昂（吴孟达 饰）的运输车，结果不仅遭到逮捕，还遭遇了全球发动机停摆的事件。为了修好发动机，阻止地球坠入木星，全球开始展开饱和式营救，连刘启他们的车也被强征加入。在与时间赛跑的过程中，无数的人前仆后继，奋不顾身，只为延续百代子孙生存的希望……
本片根据刘慈欣的同名小说改编。

为了解开神秘的石柱突然屹立于地面并攻击人的秘密，原子动力太空般帝斯卡巴里号出发飞往距离八亿公里远的木星。此宇宙飞船的成员包括波曼船长、布鲁飞行员及三个在圆筒内冬眠的队员等五人。途中电脑HAL发生错乱，破坏了冬眠装置，布鲁被诱出船外，于黑暗的太空中被杀，波曼船长则被困在母船中，与之展开生死格斗，结果人类终于获胜。不久宇宙飞船在进入木星的轨道后，因船长发现某地有与月球上的石柱一模一样的东西，就驶向它，却发生意外。当他醒来时，看见自已正和宇宙飞船在路易十六的寝室中。超越时间与空间，所有的一切东西都消失于白光之中后，飘浮在太空上的绿色地球，由一胎儿看守着，此胎儿正是波曼转世而成的，正继续等待着自己出生的日子。这部内容以不远的未来为背景，在广阔的宇宙空间中，人类将面对不可思议之事。

天文学院院长（乔治·梅里爱 Georges Méliès 饰）在一次会议上提出天马行空的月球旅行计划。他和另五名大胆的天文学家监制出了炮弹舱和大炮，并在军队的帮助下乘坐炮弹舱顺利登月。兴奋过后六名天文学家精疲力竭的在月球表面睡去，浑然不知许多星星悄然观察着他们熟睡的样貌。最后一场寒冷的降雪唤醒了他们。众人躲藏到地洞中却不慎用雨伞惊扰了月球人，于是一场慌乱的冒险开始了……
本片是科幻电影的开山之作，灵感来源于儒勒·凡尔纳的小说《从地球到月球》和H·G·威尔斯的小说《最早登上月球的人》。影片于1902年发行了黑白版和手绘彩版，全长约14分钟。后结局与彩版一度失传。1993年，受损严重的彩版拷贝被私人收藏家捐赠给西班牙巴塞罗那电影资料馆；2002年，结局“凯旋而归”在法国被重新发现。影片修复计划持续十余年。
2011年，影片的彩色完整修复版在戛纳电影节首映，以纪念梅里爱诞辰150周年，此时距离影片问世亦已过去109年。