月球的轨道开始偏离正常轨道，离与地球相撞的时间越来越近，这引发了一场危机。美国国防部提出使用核弹来重新调整月球的轨道，以避免与地球碰撞。然而，一位自称为“假冒博士”的人（由约翰·布莱德利饰演）揭示了一个惊人的事实，他声称月球内部是空的，并且有外星文明在操控月球的轨道。这个计划逐渐被两位宇航员（帕特里克·威尔森和哈莉·贝瑞饰演）接受，但由于多年前的一次太空事故，前者已被美国国家航空航天局开除。在关键时刻，后者决定利用一艘被放弃在博物馆中的航天飞船再次升空，飞往月球，并借助前者的超强驾驶经验，深入月球地心，完成任务。
