故事开始于蒙特娄，也结束于蒙特娄。一名在找寻灵感的作家（拉菲·斯波 Rafe Spall 饰）无意间得知派·帕帖尔（伊尔凡·可汗 Irrfan Khan 饰）的传奇故事。派的父亲（阿迪勒·侯赛因 Adil Hussain 饰）开了一家动物园。因这样特殊的生活环境，少年派（苏拉·沙玛 Suraj Sharma 饰 ）对信仰与人的本性自有一套看法。在派17岁那一年，他的父母决定举家移民加拿大以追求更好的生活，而他也必须离开他的初恋情人。在前往加拿大的船上，他们遇见一位残忍成性的法国厨师（杰拉尔·德帕迪约 Gérard Depardieu 饰）。当天深夜在茫茫大海中，原本令派感到刺激无比的暴风雨一瞬间就成了吞噬货船的大灾难。派却奇迹般地活了下来，搭着救生船在太平洋上漂流，而且有一名最令人意想不到的同伴——理查德·帕克，一只孟加拉老虎。神奇的冒险旅程就这样意外开始了……

战斗中负伤而下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利（萨姆·沃辛顿 Sam Worthington 饰）决定替死去的同胞哥哥来到潘多拉星操纵格蕾丝博士（西格妮·韦弗 Sigourney Weaver 饰）用人类基因与当地纳美部族基因结合创造出的 “阿凡达” 混血生物。杰克的目的是打入纳美部落，外交说服他们自愿离开世代居住的家园，从而SecFor公司可砍伐殆尽该地区的原始森林，开采地下昂贵的“不可得”矿。在探索潘多拉星的过程中，杰克遇到了纳美部落的公主娜蒂瑞（佐伊·索尔达娜 Zoe Saldana 饰），向她学习了纳美人的生存技能与对待自然的态度。与此同时，SecFor 公司的经理和军方代表上校迈尔斯（史蒂芬·朗 Stephen Lang 饰）逐渐丧失耐心，决定诉诸武力驱赶纳美人……