Astronaut Sam Bell woont al bijna drie jaar eenzaam en alleen op de maan, waar hij gestationeerd staat om helium-3 te delven. Zijn enige contact is met Gerty, een robot die veel weg heeft van HAL uit Kubricks 2001: A Space Odyssey.
Gerty is maar één van de vele referenties naar andere films in het debuut van Duncan Jones (de zoon van David Bowie). Zo zijn er ook knipogen naar Solaris, Alien, Star Wars en Silent Running. Jones haalde het maximum uit zijn krappe budget door bombast en grote hoeveelheden CGI achterwege te laten en alle aandacht te schenken aan de uitstekende acteerprestatie van zijn enige acteur Sam Rockwell. De soundtrack van Clint Mansell versterkt de beklijvende sfeer van dit intelligent sciencefictiondrama.