Une météorite est tombée sur terre, la vague de feu destructrice engendrée par ce phénomène a déjà rayé de la carte l'Europe ainsi que les USA. Elle est en route vers l'Australie dont les habitants n'ont plus qu'une douzaine d'heure à vivre. C'est dans cette optique que James quitte son amante pour rejoindre sa petite amie à la plus grande fête organisée pour cette fin du monde. En cours de route, James sauve Rose, une fillette qui se faisait agresser faute de policiers dans ce monde qui sombre en plein chaos. Cette enfant dont il ne sait que faire sera-t-elle son ange rédempteur ?
Au début du film, la radio annonce que la dernière tentative d'empêcher la collision de l'astéroïde Matilda avec la Terre a échoué. Dans trois semaines, son impact détruira toute l'humanité.
Un prologue, construit par des images fixes puis mises lentement en mouvement, introduit le film.
Chapitre 1, Justine : À l'occasion de leur mariage, Justine (Kirsten Dunst) et Michael (Alexander Skarsgård) donnent une somptueuse réception dans la maison de Claire (Charlotte Gainsbourg), la sœur de Justine, et de John (Kiefer Sutherland), le très riche mari de Claire. Alors que les relations familiales se dégradent peu à peu et que le mariage tombe à l'eau, la planète Melancholia se rapproche lentement de la Terre…
Chapitre 2, Claire : la perception par Claire, d'abord diffuse, puis allant en s'accentuant, que la fin de la Terre est peut-être terriblement proche.
Une comète passe malencontreusement sur la trajectoire de la Terre. Les États-Unis envoient tout leur arsenal nucléaire pour la faire exploser avant l'impact qui détruirait la planète. Malheureusement, si l'astéroïde est pulvérisé, les débris poursuivant leur trajectoire, arrivant sur Terre. Ils contaminent l'eau et la rendent mortelle.
Une pluie de météores s'abat sur San Francisco. Michelle Young (Kari Matchett), une astronome, se retrouve confrontée à cet événement. Espérant sauver le maximum de personnes, la destruction de la ville accumule des difficultés pour vivre et pour une éventuelle survie souhaitée par toutes les victimes...
Une poussière grise a recouvert la vallée des Moomins. Le jeune Moomin se met en quête d'une explication. Le Rat Musqué lui affirme que la fin du monde est proche car une comète va percuter la Terre. Papa Moomin propose alors à son fils de se rassurer en rendant visite aux savants de l'observatoire. Moomin se met donc en route avec son ami Sniff.
Une onde d'énergie incroyable menace la Terre à la suite de l'explosion d'une supernova. Cette dernière provoque de nombreux dérèglements climatiques, catastrophes naturelles et pluies de météorites qui s’abattent sur toute la planète. Calvin Rayan (Brian Krause), scientifique mondialement reconnu travaillant à la Nasa, tente de trouver une solution avec son équipe de chercheurs pour empêcher la destruction totale de la Terre et sauver sa famille.
Une comète doit très prochainement passer près de la Terre. Les calculs savants des scientifiques indiquent que l'astéroïde ne devrait pas entrer en collision avec la planète bleue. Elle ne fera que la frôler, causant quelques interférences magnétiques. Mais un astrophysicien, le Dr James Mayfield, chargé d'étudier ces perturbations, en vient à penser que la comète pourrait tout de même s'écraser sur la Terre. C'est alors qu'un fragment se détache et tombe sur l'Alaska...
Anna Davenport, maire d'une petite ville du Colorado, a connu le traumatisme de la perte de son fils Ricky; elle doit maintenant se battre face à l'impact d'une pluie de météorites qui a frappé sa ville.
A l'ambassade américaine de Berlin en 2010, le scientifique Gregor Starndorf et sa fille Anna observent une comète. Tom Parker, chargé de la sécurité de l'ambassade, apprend que la trajectoire du météorite a changé et que celui-ci se dirige droit sur la Terre. Le météorite s'écrase et détruit le nord de l'Europe en tuant des millions de personnes. Dès lors, une nouvelle ère glaciaire a lieu et les survivants doivent fuir en urgence. Trois années plus tard l'Europe est sous la neige et devenue inaccessible. Mais Anna et Tom doivent y retourner.
New York, 1899. Alexander Hartdegen, brillant professeur à l'université Columbia est obsédé avec le voyage à travers le temps. Il croit que c'est théoriquement possible et, dans ses classes à l'université, il entre parfois en conflit avec d'autres professeurs par sa pensée libre. Il maintient une correspondance sur le sujet avec Albert Einstein lui-même, un employé de l'époque à l’office des brevets en Europe.
L'action se déroule sur la planète Terre en l'an 2065. Dans ce futur, les êtres humains ont déserté de nombreuses villes et se sont rassemblés dans certaines qu'ils ont protégées des fantômes. Ces fantômes tirent leur énergie des êtres vivants en capturant leurs âmes. Le professeur Aki Ross, héroïne de ce film, s'est chargée de les faire disparaître en partant à la recherche de 8 esprits, qui, unis, détruiront tous les fantômes. Aidée par le professeur Sid, Aki se retrouvera dans de nombreuses expériences, tant dans sa vie que dans ses rêves inexpliqués. Elle trouvera l'amour avec le capitaine Gray Edwards. Et elle s'opposera au général Hein qui lui, souhaite détruire la source de tous les fantômes, le Cratère aux Fantômes, au moyen d'un canon laser spatial.
The movie takes place some thirty years after a devastating war between the Union and the Consortium that resulted in the death of 10% of the Earth's population. The Newton 5 space colony is suddenly attacked by a vast extraterrestrial spacecraft, killing 200,000 people in the process. The alien spaceship then proceeds to annihilate a military base on Jupiter's moon Io. Base commander Noah Trager, aided by recently graduated space cadets, manages to escape to the nearby Magellan research vessel commanded by professor Karteez Rumla. Rumla (encouraged by Senator Jeremy Uvan who was on the military base) insists that the Magellan continue its original classified mission rather than return to Earth. Pursued by the alien spaceship, the refugees head toward section 9 in space—the Magellan's original destination—when the research vessel suddenly is ejected into hyperspace by an unknown space phenomenon. After traveling through interstellar space, the vessel is drawn towards an unidentified ice planet where it lands automatically in a crater. The planet has a breathable atmosphere and earth-like gravity, but an unknown force field keeps the Magellan and the 1426 refugees on board trapped on the surface. The planet's orbit is also highly unusual, resembling that of a spacecraft rather than a planet. It is located so far from Earth even the Andromeda galaxy is not visible in the sky. The Magellan is stranded and its crew has to cope with the fact that returning to Earth is impossible.