Mike Cahill erzählt in seinem gleichermaßen intimen wie provokativen Spielfilmdebüt ANOTHER EARTH mit schonungsloser Offenheit die Geschichte von Rhoda Williams (Brit Marling), einer hochbegabten jungen Frau, die versucht, eine schreckliche Tragödie wieder gut zu machen. Sie lebt in einer Welt genau wie der unseren. Doch dann, höchst unerwartet, erscheint über Nacht ein ganz ähnlicher  Planet wie der unsere am Himmel, der provisorisch Erde 2 getauft wird. Wie ein riesiger, alles reflektierender Spiegel hängt er über uns.
Für Rhoda ist dieser fremde, gespenstische Planet samt seiner parallelen Realität, die die Wissenschaftler vermuten, ihre letzte Hoffnung. Ein schrecklicher Unfall hat ihren Traum, Astrophysikerin zu werden, zerstört. Sie hat jeden Sinn für ihre Zukunft verloren. Nur die Auseinandersetzung mit der Vergangenheit hält sie noch am Leben. Und so steht Rhoda eines Tages vor der Tür des renommierten Komponisten John Burroughs (William Mapother), jenes Mannes, dessen Leben sie unwiderruflich verändert hat. 
Beide sind sie vollkommen entwurzelt, misstrauisch und voller Zweifel, wer sie eigentlich sind. Und sie verlieben sich ineinander, gehen eine höchst ungewöhnliche, riskante Beziehung ein. Als Rhoda die unerwartete Chance bekommt, zur Erde 2 zu reisen, kommt die verborgene Wahrheit zwischen ihnen ans Tageslicht  und eine elementare Frage tut sich auf: Was ist, wenn das größte Mysterium im Universum wir selbst sind?