蕾普莉（西格妮•韦弗 Sigourney Weaver　饰）是首次探险任务遇到异形后的唯一生还者，她一直冬眠直到被救援队救回地球。当她睁开眼睛后，才发现自己已经冬眠了57年！
期间，人类已经移居到了异形所在的星球。蕾普莉知道后，马上向当局报局该星球上异形的情况，但却被当局认为要么精神不正常，要么谎话连篇。蕾普莉见当局对她的说话不予理睬，便决心不再涉足和异形有关的任何事。
果不其然，在那个异形所在的那个星球上定居的人忽然和地球中断了联系。这时当局才注意到蕾普莉之前汇报的情况，决定派出军队去营救。蕾普莉被说服参与营救行动。
又一场腥风血雨的战斗展开了！

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……