Tiré du premier livre du « Cycle de Mars », classique de la science-fiction d’Edgar Rice Burroughs, le film raconte le fascinant voyage de John Carter (Taylor Kitsch), qui se retrouve inexplicablement transporté sur Mars, au cœur d’une guerre mystérieuse entre les habitants de la planète. Parmi tous les êtres étranges qui peuplent cet univers, il fera la connaissance de Tars Tarkas (Willem Dafoe) et de la captivante princesse Dejah Thoris (Lynn Collins). Dans ce monde sur le point de disparaître, Carter va découvrir que la survie de Barsoom et de son peuple est entre ses mains…