En Antarctique, une jeune paléontologue Kate Lloyd (Mary Elizabeth Winstead) rejoint une équipe de scientifiques norvégiens qui a localisé un vaisseau extraterrestre emprisonné dans la glace. Elle y découvre un organisme qui semble s'être éteint au moment du crash, de multiples années auparavant. Mais une manipulation involontaire libere la créature de sa prison glacée. Capable de reproduire à la perfection tout organisme vivant, elle s'abat sur les membres de l'expédition, les décimant un à un. Kate s'allie au pilote américain Carter (Joel Edgerton) pour tenter de mettre fin au carnage. La paranoïa s'empare peu à peu de tous les membres de l'équipe qui se soupçonnent les uns les autres, une terrible course à la survie s'engage...