W 3028 roku n.e. Ziemia zostaje zaatakowana przez czystą energię kosmitów zwanych Drej. Ich statek kosmiczny wykorzystuje wiązkę energii do zniszczenia Ziemi, podczas gdy setki pojazdów kosmicznych opuszczają planetę z ostatkami ludzkości na pokładzie. Tajny statek Tytan z profesorem Samem Tuckerem na pokładzie opuszcza planetę w tym samym czasie, ale nie z innymi statkami. Jeden z pozostałych ucieka z planety, w tym syn Sama, Cale, który przechowuje pierścień od ojca.
Piętnaście lat później Cale pracuje na stacji ratowniczej. Ludzie stali się dryfującymi w przestrzeni kosmicznej. Są nieustannie traktowani przez inne rasy. Ludzki kapitan o imieniu Joseph Korso i jego pilot Akima szukają Cale'a. Mówią mu, że musi pomóc im znaleźć Tytana. Mówią mu, że musi pomóc im znaleźć Tytana. Mówią, że statek ma maszyny, które stworzą nową Ziemię, aby uratować ludzkość. Drej chcą znaleźć Tytana, aby mogli go zniszczyć. Z pomocą Korso, Cale dowiaduje się, że pierścień, który dał mu ojciec, może pomóc mu znaleźć Tytana. Wkrótce Cale i Akima dowiadują się, że Korso szuka Tytana, aby przekazać go Drejowi. Uciekają od niego, ale utknęli na kolonii drifterów. Cale i Akima naprawiają jeden z rozbitych statków kosmicznych w kolonii. Używają go, by udać się do miejsca, gdzie ukryto Tytana.
Wewnątrz Tytana, Cale i Akima dowiadują się, że profesor Tucker był jedną z głównych osób, które zaprojektowały statek. Projektanci czuli, że Ziemia zostanie zniszczona. Z tego powodu dali Tytanowi możliwość stworzenia nowej planety. Załadowali do niego DNA każdej żywej ziemskiej rośliny i zwierzęcia, aby mogli ponownie zaludnić nowy świat. Jednak statek stracił energię i nie może odtworzyć planetę. Korso znajduje i wchodzi na pokład Tytana. On atakuje Cale i Akima, ale jeden z jego ludzi atakuje go. Korso zabija człowieka, łamiąc mu kark, a następnie walczy z Cale. Podczas walki, Korso spada przez poręcz. Cale próbuje go uratować, ale Korso wyślizguje się z uścisku Cale'a i spada do swojej pozornej śmierci. Akima, Cale i inni ze statku Korso pracują razem, aby bronić Tytana przed atakiem Drej. Cale uważa, że energia, która tworzy Drej i ich statki mogą być używane do zasilania systemów Tytana. Korso pojawia się ponownie, ale poświęca się naprawić wyłącznik obwodu, tak jak statek Drej strzela wiązkę energii na Tytana. Wykorzystując moc wiązki, Tytan zasila się i zabiera całą energię Drej. Drej są zniszczone, podczas gdy statek tworzy nową planetę. Film kończy się z Akima i Cale stojąc na ich nowym świecie. Akima chce nazwać planetę "Nowa Ziemia", podczas gdy Cale chce nazwać ją "Bob" i wszystkich ludzi przybywających na planetę o nazwie "Nowa Ziemia [Planeta Bob]".
