Bohaterem powieści jest astronauta, botanik i inżynier mechaniki Mark Watney. W wyniku wypadku podczas misji badawczej, zostaje sam na Marsie. I choć jego sytuacja jest beznadziejna, podchodzi do niej racjonalnie i z cechującym go poczuciem humoru. Każdego dnia podejmuje karkołomne działania w celu przetrwania. Zmaga się z surowym klimatem Czerwonej Planety, niespodziewanymi awariami sprzętu, jak wyciek cennego tlenu, i kończącymi się zapasami pożywienia.
Książka ma formę dziennika. Mark szczegółowo opisuje swoje działania. Naprawę urządzeń mechanicznych, hodowlę roślin i dokładne wyliczenia dotyczące, np. ciśnienia w łaziku. Dziennik pełen jest żartów sytuacyjnych, jak choćby przesadne pochwały niedocenianej taśmy klejącej, którą naprawiał skafander. Akcja nabiera tempa, gdy przenosi się na Ziemię, gdzie NASA podejmuje gorączkowe działania, aby pomóc swojemu astronaucie.