在不远的未来，由于地球资源即将耗尽，奥特普能源公司研究出了一种清洁并可持续的新能源技术。这种技术会直接生成一个没有任何有机物的镜像宇宙，然后通过能源塔将镜像宇宙中的能量传回地球。而身为物理学家兼宇航员的威廉则收到了奥特普公司的工作邀请，他的任务就是在两个世界不太稳定时前往镜像地球解决问题。
虽然威廉一开始并不愿意接受这份危险的工作，但奥特普公司提出的条件却让他无法拒绝。原来威廉的妹妹有一个患有心理疾病的儿子唐尼，而妹妹又是单亲妈妈，所以威廉便承担起了照顾他们的重担。奥特普公司得知后便决定为他们提供一个好的住所，并请来最好的医生为唐尼治疗。
于是，威廉随即就加入了奥特普公司。可当威廉和家人搬到新城市后，唐尼的病情却越来越严重，他只能用文字表达他对家乡的思念，威廉看着将航天飞机玩具送给自己的唐尼也决定辞去工作，回到曾经的家园。然而，就在当晚，奥特普公司就命令威廉前往镜像地球，将一个黑盒子连接到那边的能源塔上执行分离操作，以平衡两个世界的不稳定现象。可当威廉穿越到镜像世界的实验室后，却发现这里已是一片狼藉，工作人员也全被杀害。
这让威廉搞不清状况，他随即也来到了楼外，可远处的城市似乎遭到了破坏，到处都是浓烟滚滚。于是，威廉只能迅速向能源塔前进。在行进的路上，他看到了全息屏上显示的新闻。从新闻中他得知，极端环保组织对奥特普的实验室发起了攻击，因为他们认为奥特普的能源塔会导致地球毁灭。可奥特普公司已经获得了政府的支持，他们随即便启用了安全无人机，并将能源塔周边的区域都设为了禁区，而这时威廉突然看到大片的鸟类从天空飞过。紧接着，一艘轮船便从空中闪亮的洞口掉了下来，这让他无比震惊。
之后，威廉又发现了一群与安全无人机战斗的武装人员，而为首的正是极端环保组织的领导人雨果。对方发现威廉之后立即对他展开了追杀。威廉一路逃跑，但最终还是在楼顶被武装人员追上。而这时威廉才发现追她的人竟是自己的好友，迈克。迈克看到威廉也震惊无比，他质问威廉怎么还活着，但就在两人僵持之际，安全无人机突然来到了楼顶。本以为用黑盒子就能证明身份的威廉却在扫描后被无人机宣布就地逮捕，等待运输机带他前往奥特普总部。而这时，天空中再次出现了闪光洞口，接着一列火车就从中坠下。威廉看向远处城市上空已经出现了数个闪光洞口。而迈克也告诉威廉，他亲眼看到威廉已经死去，黑盒子也被摧毁。
这让威廉渐渐明白，奥特普公司不断复制的镜像地球甚至将人类都复制了出来，而现在他必须在倒计时结束前安装好黑盒子执行分离操作，不然两个世界都会被摧毁。但这时，自己的上司艾丽突然驾车出现，她打算带着威廉回到总部再做部署，可无人机似乎检测到了极端组织的迈克，他随即就向一行人发起了攻击，三人见状只能立刻驾车逃离，并在随后用手雷处理掉了无人机。但此时的威廉不知道艾丽的底细，因此他并没有告诉艾丽黑盒子其实在自己手上，他只是表示到达能源塔后，自己便可以稳定这个世界。接着，一行人便向能源塔前进，可无人机又发现了他们，众人只能躲入了一架坠毁的飞机中。
不料几名警卫又冲入了机舱，幸好威廉使用了手雷，将他们全部解决化解了危机。可一行人刚准备离开，无人机又突然冲出并发起了攻击，虽然威廉成功搞定了无人机，但爆炸产生的碎片却击中了他。于是，为了挽救威廉的生命，迈克只能冒险将他们带回了极端组织，经过治疗，威廉很快就苏醒了过来，受伤的腿部也随即恢复，可雨果却从威廉的包中拿出了黑盒子，开始对三人进行逼问，但这时墙壁突然被炸开，雨果也被奥特普的警卫射杀。迈克见状便带着威廉与艾丽趁乱逃走，并一路杀出大楼躲入了地下通道。
而看到黑盒子的艾丽也将真相告诉了威廉。原来这个黑盒子是为了在两个世界失去平衡时，用于摧毁其中一个宇宙保全另一个的开关，这让一直被蒙在鼓里的威廉感到愤怒。他冲出通道想要回到家中寻找妹妹与唐尼，虽然外面的景象让他目瞪口呆，头顶的光洞也在不断将船只、汽车吸入另一个世界，但威廉顾不上这些，他转身直奔家中，却发现一辆汽车砸中了房顶正在燃烧。之后，他又在砖石瓦砾中看到了唐尼的尸体，可他还来不及悲伤，奥特普的人便追了过来，随即将迈克和威廉抓获。
威廉这时才发现，艾丽其实一直在偷偷联系奥特普公司，之后，威廉和迈克被带上飞机见到了奥特普的总裁，总裁试图劝说威廉穿越回原有的世界，利用黑盒子摧毁那个宇宙，让这个世界恢复正常。但威廉此时已经明白了真相，她起身按下按钮开启了舱门，然后又转身击倒了飞行员，操控飞机，径直冲向了地面。可在飞机坠毁后，威廉却奇迹般的活了下来，并捡回了黑盒子。
但这时奥特普的警卫也来到了现场，他们还发现了同样幸存下来的迈克，就在警卫准备杀死迈克时，威廉突然持枪杀出干掉了两名警卫，但却被另一人撂倒在地，幸好迈克将敌人砸晕，威廉才成功逃脱，接着两人便驾车向着能源塔驶去。而这时，天上的光洞再次出现，甚至将巨大的航母都吸到了空中，深知两个世界越来越不稳定的威廉只能奋力将敌人的车辆打爆，接着又忍痛搞定了主控无人机，然后利用抢来的连接器控制其他无人机进行互射，成功解决了危机。
但就在两人赶到能源塔时，迈克却被无人机射杀，身负重伤的威廉只能独自前往能源塔内部，并找到了安装黑盒子的控制台，此时距离坍塌只剩下了六分多钟，于是他迅速将黑盒子插入了控制台，可就在威廉即将按下按钮时，艾丽却突然开枪射伤了他。而面对还在做最后挣扎的艾丽，威廉依然坚持按下了按钮，接着巨大的能量并将整座能源塔摧毁，眼前的物质全都向着天空的光亮飞去，转眼间一切都灰飞烟灭。
最终，原本地球上的能源塔得以熄灭，而威廉则用生命守护了她的家人，也保护了原来的世界。
