男主人公的父親是壹名著名的宇航員，在執行壹個名為“利馬計劃”的宇航任務後，壹去不復返。當不明來源的電磁暴對地球造成重大危害後，絕密資料顯示此事與失蹤已久的利馬號有關。於是已經成長為出色宇航員的男主人公臨危受命，踏上了探索漫漫星空拯救地球之路。
整部影片出現的人物很少，大部分是皮特飾演的男主人公的內心獨白。他們父子倆都是壹心為了航天事業，放棄了家庭、愛情、孩子，忍受著孤獨。不同的是，在影片的結局，父親選擇了永恒孤獨，永留太空，而皮特選擇了回到地球，回到了愛人身邊。
“極端孤獨”作為壹個隱形主線，貫穿始終。
因為長時間遠航的孤獨，利馬號的部分船員心裏崩潰，要求返回地球。而男主人公的父親作為船長拒絕了這個要求，並為了平息叛亂關閉了飛船的部分生命維持系統，導致其他船員全部喪身。而叛變船員啟動的核損毀導致了後來的電磁暴，從而引發了男主人公的星際救援，也是本部電影情景發展的前提。
皮特飾演的男主人公表面上看心理狀態極佳，在任何情況下心率都沒有超過80。但通過其大段的內心獨白，可以看出他從小被父親拋棄，內心極端孤獨，不懂愛，不敢愛，也不知道如何去愛，導致愛人也離他而去。
當主人公在孤獨的長途飛行之時，畫面和配樂都非常壓抑，主人公看似平靜的心裏獨白越發表現出其內心的虛無和孤獨。
男主人公在國家的安排下，通過月球到達了火星的地下基地。在那裏，他被安排向處於海王星利馬號上的父親喊話。隨後他又違反規定，秘密進入了攜帶核彈去摧毀利馬號的航空飛船，最終利用核彈摧毀了利馬號，消除了電磁暴對地球的威脅，好萊塢電影慣用的美國英雄式結局。
《星際探索》的科幻元素比較少，沒有《星際穿越》那樣集聚大量燒腦的航天知識，也沒有《火星救援》那樣簡單但大開腦洞的故事構架。而如果是期望看到激勵的打鬥，絢麗的特效，前沿的科技，纏綿的愛情等內容的觀眾恐怕要失望了，《星際探索》更像是壹部心理學紀錄片，只是套用了航天科幻的背景。
值得稱道的是整個影片色彩的運用，地球、月球、火星、海王星，導演都用了明顯的色調將其做了區分，醒目而讓人印象深刻。
我不理解的有壹點，最後主人公獨自壹人在太空中，只穿著宇航服，舉著壹塊鋼板擋住了海王星隕石的攻擊，並定向返回了飛船。宇航服有動力驅動？能導航定位？請高手解惑！