El Dr. Unger (Embeth Davidtz), CEO de Europa Ventures, narra la historia de la misión Europa One. Seis astronautas se embarcan en una misión financiada privadamente a la luna Europa, el satélite natural de Júpiter, para encontrar posibles fuentes de vida. Los miembros de la tripulación son el capitán William Xu (Daniel Wu), la piloto Rosa Dasque (Anamaria Marinca), el jefe de ciencias Daniel Luxembourg (Christian Camargo), la oficial de ciencias de biología marina Katya Petrovna (Karolina Wydra), el ingeniero junior James Corrigan (Sharlto Copley) y el jefe de ingenieros Andrei Blok (Michael Nyqvist).