Durante una missione su Marte un'astronauta si scopre incinta e partorisce un figlio sul Pianeta Rosso, morendo durante il parto. Il ragazzo, Gardner, per via della diversa gravità, ha un cuore debole ed è costretto a crescere su Marte finché, arrivato ai sedici anni di età, non convince gli scienziati a tentare terapie sperimentali per riportarlo sulla Terra. Qui è in contatto con una ragazza conosciuta online, Tulsa, e spera insieme a lei di ritrovare suo padre, di cui ha solo una foto.

Il protagonista è l'inglese Asa Butterfield, attore con ruoli importanti già da giovanissimo in Il bambino con il pigiama a righe e Hugo Cabret. Qui interpreta letteralmente un marziano, che sa molte cose della Terra ma non ne ha mai fatto esperienza in prima persona, mentre Tulsa è tutto il contrario di lui: una ragazza con poche inibizioni sociali, abituata a doversela cavare da sola e a non fidarsi di nessuno a partire dagli adulti. La interpreta Britt Robertson, protagonista di Tomorrowland e della serie Girlboss, inoltre completano il cast Carla Gugino e soprattutto Gary Oldman, nei panni dello scienziato a capo della missione in cui è nato Gardner. Dietro la macchina da presa Peter Chelsom, il regista di Serendipity, esperto nel fondere il tono romantico alla commedia, qui con in più un pizzico di fantascienza.