気象環境変化や食糧不足により地球は人類の住めるところでなくなってきた。このままでは人類が滅亡する。 そこで、宇宙の別の星に人類を移住させるべくプロジェクトが推進させる。

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近未来の地球は、食糧不足と気象環境の変化により人類滅亡の危機に晒されていた。 そんな状況を回避すべくあるミッションが準備され、その遂行者に元宇宙飛行士で今は農場を営んでいるクーパーが抜擢される。

プロジェクトは他の星において人類を存続させるというもの。 太陽系のある銀河系には人類の住める星は無いことは調査済みで、探査するのは別の銀河。 遠くへの旅なのでワームホールを抜ける必要がある。

家族との再会、人類の未来との間で葛藤するもクーパーは宇宙へ旅立つことにする。

2年後、クーパーを含む4名の宇宙飛行士と人工知能のロボット2台を乗せたエンデュランスが宇宙へ出発した。 土星近くのワームホールを通り抜け先駆者がたどり着いている水の惑星に向う。この惑星は大質量のブラックホール、ガルガンチュアの周りを公転しているので、 そこには、タイム・ダイレーション（ある星での3時間半は地球の23年に相当する）が待っていた。

惑星に着陸した一行だが、見つけることが出来たのは先駆者の着陸船の残骸のみで先駆者は見つからず、更に巨大な波がやってくるので脱出。

先駆乗務員がたどり着いて信号を送ってきていた他の惑星を探索する。

氷の惑星にたどり着いたエンデユアランスは、そこで計画の先駆者マン博士と会う。

マン博士によると、 計画にはプランAとプランBがあり、前者は地球上に残った全人類を巨大な宇宙コロニーに移住させるというもの。但し、このプランには重力制御の解決が必須。 プランBは、地球上の人類は諦め冷凍受精卵を新惑星で孵化させて新たな人類をスタートするというものだった。エンデユアランスには実はプランＢのための冷凍受精卵が積み込まれていた。 そして、重力制御が解決していない現在、プランＡは実は存在せず、最初からプランＢしかなかったのだと聞かされた。

地球帰還を諦めていないクーパーをマン博士は襲い争いになり、キャンプやエンデュランスに大きな損傷が生じた。
エンデュランスの重量を減らしガルガンチュアに接近させモメンタムを利用して別の惑星にむけて飛ばしそこでプランBを実行するようにした。

一方、クーパーとロボット、TARSはガルガンチュアへ落下していく。
そこで、無数の立方体が幾重にも折り重なった 4次元超立方体の空間 Tesseract(テサラクト)に辿り着く。 そして、そこが、マーフの部屋を通じて地球の過去、現在、未来全ての時間と連結している空間であるとクーパーは気付く。 クーパーは重量波を操作してマーフの本棚から本を落として過去のマーフと交信を試みる。マーフが小さいときゴーストの仕業で書架から本が落ちる、と言っていたのはこのことだった。 そして、クーパーはTARSに収集させた「特異点」のデータを、現在のマーフのアナログ時計の秒針で表現する。 マーフは、子供の頃に起こった書架から落下する本は父からのメッセージだったと気づき、更に、時計の秒針の動きから解析した特異点のデータを使い、重力制御の問題を解決する。

テサラクトが閉じ始めクーパーは別のワームホールへと吸い込まれていく。

クーパーが目覚めたのは土星の軌道上に建造された巨大なスペースコロニー内の病室。 マーフにより解決をみた重力制御によりスペースコロニーの製作と打ち上げ、そして全人類の移住が成功していたのだった。

「必ず帰る」と幼女マーフに約束したとおりクーパーはマーフと再会する。 但し、マーフは老婆になっており、クーパーは出発した頃からあまり変わっていなかったが。

クーパーは修理したTARSとともに次のミッションに向けて小型宇宙船でコロニーを後にした。

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2時間49分と言う長さはまったく感じなかった。タイム・ダイレーション？

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主な出演者：

Matthew McConaughey ... Cooper
John Lithgow ... Donald
Anne Hathaway ... Brand
Ellen Burstyn ... Murph (older)
Mackenzie Foy ... Murph (10 Yrs.)
Michael Caine ... Professor Brand
Matt Damon ... Mann

Director: Christopher Nolan