不远的未来，宇航员Sam Bell（山姆・洛克威尔饰）已经在距离地球很遥远的月球上生活了近3年的时间了，即将完成与月亮重工业公司所签订的一份为期3年的雇佣合同，而他需要做的工作就是，在月球的地表开采月壤中的原始能源——氦-3。
对于Sam来说，他所从事的是一份异常孤独的工作，因为用来通讯的人造卫星坏掉好久了，使得他无法和任何人取得联系，过于寂静的环境只会让时间更加地难熬，而反复播放录音带里的声音信息，就成了Sam在这个孤离的世界中惟一的慰藉。
谢天谢地的是，距离Sam离开月球返回家园的时间越来越接近了，再撑上短短几周的时间，他就能够和妻子Tess（多米尼克・麦克艾利戈特饰）以及女儿Eve（卡雅・斯考达里奥饰）团聚了。最终，Sam知道自己势必会离开“萨朗”这个被隔离起来的孤独的世界——那是人类在月球建立的基地，是这3年来被Sam称之为家的栖息之所，而他也终于能够和除了”柯里“（凯文・史派西配音）以外的人说话了，”柯里“是基地里的智能计算机。
可是，就在这个当口，Sam的健康状况却突然开始恶化，持续的头疼伴随着幻觉，令他没办法将注意力集中，结果导致了一场几乎要了他的性命的意外事故，他驾驶的月球车行驶在每天必经的轨道上，竟然出车祸了。当Sam回到基地等待康复的时，对于自己是怎么回到这里的，他已经完全没有记忆了，Sam突然发现基地出现了除他之外的人类，那是一个更加年轻也更狂躁的自己，他宣称自己刚刚签了一份历时3年的工作合同，来月球进行采矿工作。
这个早期的自己的克隆版本的出现，对Sam随心所欲的生活和工作状态确实产生了很大程度上的限制，可这同时也意味着他身边多了一个”后勤人员“，帮助他一起整理基地，让所有的一切都回到有秩序的正轨当中。Sam争分夺秒地利用所剩不多的有限时间，尝试着理清到底发生了什么事，以及公司不可告人的秘密。
Sam Bell
演员 山姆·洛克威尔
Sam Bell，在月球上工作了三年之久，在他即将返回地球之际，却在一次意外事故中昏迷，后来被另一个克隆人Sam救回基地。他和Sam Bell Clone一道发现了公司的阴谋，并决定牺牲自己让Sam Bell Clone回到地球。
Sam Bell Clone
演员 罗宾·查克
Gerty在Sam Bell发生意外之后激活的另一个Sam Bell Clone，和Sam有着相同的记忆。他到采矿车中救回了发生意外的Sam，并和Sam一道发现了公司的阴谋。最后他乘坐装载氦-3的飞行器逃回了地球。
Gerty
演员 凯文·史派西（配音）
月球能源公司的智能机器人，主要是在月球照顾Sam的饮食起居和工作状况。后来协助Sam Bell和Sam Bell Clone完成计划，使Sam Bell Clone逃回了地球
可以这么说，《月球》一定是讲述人类和机器之间异化关系的佼佼者。作为一部小成本影片，《月球》做到了完美。（《芝加哥太阳报》评）
如果要论及《月球》一片在今后的影响的话，那么他简直就是《2009太空漫游》。这是一部能和库布里克的《2001太空漫游》比肩的作品。（《洛杉矶时报》评）
这是一部令人激动但是又令人恼羞的电影。一方面，它给了观众视觉上的震撼，另一方面，观众还是无法接受电影里人类被机器愚弄的情节。（《滚石杂志》评）
影片是关于一个人的独角戏，有时候那个陪伴他的机器就是他自己。他和机器之间的关联应该被看做是一个人是如何一步一步认知自己的。（《纽约时报》评）
影片只用了33天就完成了拍摄工作。
影片拍摄期间，发生了编剧大罢工事件，造成了Shepperton制片公司数部电影的停工，本片导演邓肯·琼斯表示，正巧有了其他电影的停工，所以他才能找到几个业内顶尖的特效制作师加盟这部独立制作的小成本科幻片。
那些发生在月球上的室外镜头是用模型拍摄而成的，所有的室外镜头在三天内就拍摄完成。
影片拍摄完成后，曾经放映给NASA（美国国家航空和宇宙航行局）的科学家看。这些科学家问导演，为什么要在月球的阴暗的一面开采氦-3，因为在月球的明亮的一面，氦-3的储备量更高。对此，导演的解释是在阴暗面开采氦-3不会影响到生活在明亮面的动物。
邓肯·琼斯原名佐维尔·鲍伊或乔伊·鲍伊，是摇滚传奇大卫·鲍伊和前妻Angela Bowie的儿子。
影片犯下了和几乎所有的科幻影片一样的错误，那就是在月球上，人类在室外受到的重力是地球上的六分之一，可是到了室内，重力就马上恢复到在地球上的状态了。
在影片的最后，奄奄一息的Sam在车内闭上了双眼，此时克隆Sam给他戴上了受伤时所戴的污秽的头盔；而克隆Sam将受伤的Sam运往出事的矿车后，镜头给到受伤的Sam，此时他戴的是一个相对干净的头盔。
开始Sam驾驶的月球车撞在收割机上，唤醒的克隆Sam刚出基地时发现只有一辆月球车，说明基地一共只有两辆月球车。随后二人各驾驶一辆月球车在基地外探索。然而影片最后，Sam出事的月球车却一直撞在收割机那 。
