Adam (Jim Sturgess) e Eden (Kirsten Dunst) se apaixonam ainda na adolescência. Um amor impossível, separado pela gravidade. Eles vivem em planetas com forças gravitacionais opostas: ele no mundo inferior, pobre; ela no superior, explorador. São brutalmente afastados quando um patrulheiro interplanetário os flagra, provocando um acidente aparentemente fatal para Eden. Dez anos se passam e Adam é apenas mais um cara normal tentando levar a vida, ainda abalado pela perda da amada. Mas eis que Adam vê Eden na televisão e descobre que ela está trabalhando num prédio que conecta os dois planetas. Ele agora fará de tudo para, finalmente, reencontrar o amor de sua vida.