莉娜（娜塔莉·波特曼飾）是一名生物學家，丈夫凱恩（奧斯卡·伊薩克飾）三年前參與秘密任務后神秘失蹤。某天失憶的凱恩突然現身，隨即在醫院被文崔斯博士（詹妮弗·杰森·李飾）告知莉娜，凱恩曾被派往被"閃光"籠罩的未知區域進行勘探。該區域持續擴張且存在特殊能量場，此前所有進入隊伍均無一生還。莉娜得知凱恩是唯一返回者后自愿加入新派遣的科考隊，與文崔斯博士、安雅（吉娜·羅德里格茲飾）和喬茜（泰莎·湯普森飾）共同進入"閃光"區域。在探索過程中，隊伍遭遇不斷變化的地形與超自然現象，逐漸發現該區域會扭曲生物DNA導致生命形態異化。最終莉娜在核心區觀測站發現，凱恩早在三年前的勘探任務中已死亡，當前存在的人體是"閃光"對原始生命形態的復制產物。觀測到這一現象后，莉娜自身也開始經歷分子層面的轉化過程。