En un futuro próximo, la Tierra se enfrentará a graves problemas ambientales, incluidas plagas de cosechas y sequías generalizadas, que amenazan la supervivencia de la humanidad. Un grupo de astronautas liderados por Cooper, un ex piloto de la NASA, es enviado en una misión a través de un agujero de gusano cerca de Saturno para buscar un nuevo planeta habitable para la humanidad.
Cooper, junto con los científicos Amelia Brand, Romilly, Doyle y TARS (un robot sensible), viajan a través del agujero de gusano y descubren varios planetas potencialmente habitables. Se someten a varios desafíos, incluida la dilatación del tiempo, lo que les hace experimentar diferentes cantidades de tiempo en comparación con la Tierra. Cooper también enfrenta luchas personales mientras lidia con la posibilidad de no volver a ver a sus hijos nunca más.
A medida que los astronautas exploran diferentes planetas, se encuentran con varios fenómenos, incluidos mundos de hielo, mundos de agua y un planeta con una dilatación del tiempo extrema. También descubren evidencia de una civilización humana anterior que había alcanzado un nivel avanzado de tecnología. Finalmente, Cooper se encuentra en un teseracto, un continuo espacio-tiempo de cinco dimensiones, donde es testigo de acontecimientos de su propio pasado y presente.
A través de la guía de una versión futura de Murph, la hija de Cooper que permaneció en la Tierra, se da cuenta de que el propósito de la misión no es sólo encontrar un nuevo planeta sino también trascender las limitaciones de la existencia humana y obtener la capacidad de manipular la gravedad. Cooper utiliza sus nuevos conocimientos para manipular el teseracto y envía un mensaje a Murph, permitiendo a la humanidad sobrevivir en la Tierra.
Interstellar explora temas de amor, familia, sacrificio, exploración científica y la naturaleza del tiempo y el espacio. Combina elementos de ciencia ficción con una narración emocional, presentando una narrativa compleja y que invita a la reflexión.