Das Raumschiff der Astronauten Draper und McReady kollidiert mit einem Meteoritenschwarm. Die beiden und der Versuchsaffe Mona müssen das Schiff verlassen und landen getrennt voneinander auf dem Mars. Draper gelingt es, mit einem Wasser- und Sauerstoffvorrat und einigen technischen Geräten in einer Höhle Unterschlupf zu finden. Er baut sich dort ein provisorisches Lager und schafft es Feuer zu machen, bevor er zu erfrieren droht. Da auf dem Mars zu geringe Mengen Sauerstoff in der Atmosphäre enthalten sind, muss Draper regelmäßig Sauerstoff inhalieren, um nicht zu ersticken. Er baut sich außerdem ein Alarmsystem, damit er nicht im Schlaf erstickt.

Am nächsten Tag macht er sich auf die Suche nach McReady, den er auch findet. McReady hat die Landung nicht überlebt, allerdings ist der Rhesusaffe Mona noch am Leben und begleitet Draper von nun an. Frustriert kehrt Draper in sein Lager zurück. Kurz bevor ihm der Sauerstoff endgültig ausgeht, entdeckt er, dass in einem porösen Gestein, das er in großer Menge gefunden hat, Sauerstoff enthalten ist, den er für sich nutzbar machen kann. Bei seinen täglichen Erkundungstouren entdeckt er ein Skelett eines offenbar ermordeten Menschen. Er versucht außerdem das Raumschiff, das sich immer noch in der Umlaufbahn befindet, per Fernsteuerung zur Landung zu bringen, um an die Vorräte an Bord zu gelangen. Da der Treibstoff allerdings aufgebraucht ist, scheitern alle Versuche. Bei einem Einsturz findet Draper eine unterirdische Wasserquelle und essbare Wurzeln, die ihm und Mona das Überleben sichern. Sein größtes Problem ist nun die Einsamkeit, die ihn langsam verrückt werden lässt; er glaubt sogar, den toten McReady in seiner Höhle zu sehen.

Nachdem Draper sein Raumschiff, das immer noch den Mars umkreist, per Fernsteuerung gesprengt hat, taucht ein fremdes Raumschiff auf, das Draper angreift. Er kann die Ereignisse filmen und trifft außerdem auf einen stummen Fremden, mit dem er in sein Lager fliehen kann. Anhand des Filmmaterials findet er heraus, dass der Fremde den Außerirdischen als Sklave dienen musste. Als die Außerirdischen Raumschiffe erneut auftauchen, greifen sie Drapers Lager in der Höhle an, verschwinden aber wieder, ohne großen Schaden anzurichten.

Draper versucht, dem Fremden seine Sprache beizubringen und tauft ihn, in Anspielung auf Defoes Roman Robinson Crusoe, auf den Namen „Freitag“. Er erfährt außerdem, dass Freitag Sauerstoffpillen besitzt, die ihm das Atmen auf dem Mars ermöglichen und die er nun mit Draper teilt. Die beiden Untersuchen das Lager, in dem Freitag gefangen gehalten wurde, finden dort aber nur noch die Leichen der anderen Sklaven; die Außerirdischen sind verschwunden. Bei einem Ascheregen wird Draper verschüttet und von Freitag gerettet. Draper legt daraufhin sein Misstrauen gegen den Fremden ab. Er erfährt, dass Freitag aus dem Gürtel des Orion stammt und die Außerirdischen Freitag mit Hilfe seiner Handfesseln aufspüren und ihm Schmerz zufügen können.

Bei einem erneuten Angriff müssen Draper und Freitag in die unterirdischen Höhlen, die Kanäle des Mars, fliehen. Da Freitag aber noch immer die Armreifen trägt, finden die Außerirdischen die beiden auch dort. Draper kann Freitag von einer Fessel befreien und beide dringen tiefer in die mit heißer Magma gefüllten Marskanäle vor. Als beiden das Wasser auszugehen droht, müssen sie an die Oberfläche zurückkehren, wo sie erneut angegriffen werden. Beide machen sich auf dem Weg zur eisbedeckten Polkappe des Mars, um an Wasser zu gelangen; außerdem gehen die Sauerstoffpillen zur Neige.

Mona findet eine Wasserquelle und rettet damit Draper und Freitag vorerst. Am kalten Pol drohen die beiden nun allerdings zu erfrieren und auch das Sauerstoffproblem ist noch nicht gelöst. Während Draper Freitag die zweite Fessel abnehmen kann, kommt es zu einem Meteoriteneinschlag, durch den die Polkappe zu schmelzen beginnt. Kurz darauf empfängt Draper ein Signal von einem Raumschiff von der Erde, das Freitag und ihn rettet.