Die Antarktis: ein außergewöhnlicher Kontinent von atemberaubender Schönheit. Völlig isoliert inmitten des ewigen Eises liegt die Forschungsstation Thule Station. Genau dort hat eine Truppe internationaler Wissenschaftler eine bemerkenswerte Entdeckung gemacht. Doch schon bald schlägt die große Euphorie in grauenerregende Paranoia um: Die Wissenschaftler stellen fest, dass etwas Unmenschliches die Fähigkeit hat, sich selbst in eine genaue Kopie eines jeden Lebewesens zu verwandeln…

Dr. Kate Lloyd (Mary Elizabeth Winstead) ist Paläontologin an der Columbia University. Nun bekommt sie die Chance ihres Lebens: Sie kann die Sicherheit ihres sterilen Labors hinter sich lassen und bricht zu einer einmaligen Expedition auf. Sie darf sich einem norwegischen Forscherteam unter der Leitung von Edvard Wollner (Trond Espen Seim) anschließen, das am Südpol über ein Raumschiff gestolpert ist. Im Wrack des Raumschiffes entdeckt Kate gemeinsam mit Dr. Sander Halvorsen (Ulrich Thomsen) und Adam (Eric Christian Olsen) ein Wesen, das schon vor einer Ewigkeit beim Absturz ins ewige Eis ums Leben gekommen zu sein scheint.

Doch die wahre Gefahr schläft nur - und wird durch ein simples Experiment in der Nähe der Forschungsstation wieder aus dem eisigen Kerker erweckt. Gemeinsam mit dem Crew-Piloten Carter (Joel Edgerton) und seinem Helfer Jameson (Adewale Akinnuoye-Agbaje) muss Kate nun versuchen, den hochentwickelten Parasiten zu stoppen, der jede Lebensform nachahmen kann, die er berührt und der in seinem Überlebenskampf auch Mensch gegen Mensch aufhetzt.

Abgeschnitten von der Außenwelt, umgeben von gnadenloser Kälte, traut keiner mehr dem anderen – und die Todesangst breitet sich mindestens genauso gefährlich aus, wie der kaltblütige Killer aus dem All.