Câu chuyện phim xoay quanh John Carter, một cựu chiến binh tới từ Virginia. Vốn là người chính trực và quả cảm, cuộc nội chiến trong thế kỷ 19 của nước Mỹ khiến anh cảm thấy chán nản và tuyệt vọng. Trong một lần đi khám phá hang động có chứa vàng, John Carter đột nhiên bị thế lực siêu nhiên nào đó đưa tới hành tinh Barsoom mà sau đó anh mới phát hiện ra đây chính là sao Hỏa. Trọng lực yếu ở đây giúp cho John Carter có khả năng nhảy cao và phi thân qua khoảng cách dài. Từ một người Trái đất bình thường, John trở thành siêu anh hùng trên sao Hỏa.

John Carter sử dụng sức mạnh của mình để can thiệp vào cuộc chiến kéo dài hàng thế kỷ giữa các cư dân bản xứ và cứu lấy sao Hỏa sắp tới hồi diệt vong. John làm quen với những người bạn mới như Sola, Tars Tarkas hay chú chó dễ thương Woola thuộc giống chó bản địa Calot. Anh bước vào một thế giới đang khủng hoảng và nhận ra rằng mình có thể đóng vai trò then chuốt trong việc đem tới hòa bình tại nơi đây. Cuộc gặp gỡ định mệnh với công chúa sao Hỏa, Dejah Thoris, cũng làm thay đổi mục đích sống của John.