En 2035, la majeure partie de la population mondiale a été décimée par un virus mystérieux qui a rendu la surface du globe complètement inhabitable. Les quelques rares survivants ont ainsi dû se réfugier sous terre. À l'extérieur, les villes ont été envahies par les animaux. Pour prévenir la catastrophe, les scientifiques imaginent de remonter le temps jusqu'en 1996, année où le virus a produit ses effets dévastateurs. Condamné à perpétuité pour rébellion et violences contre l'autorité, et hanté depuis des années par une image dont il cherche vainement le sens, le prisonnier James Cole est désigné pour cette mission. Projeté en 1996, Cole se retrouve dans un asile.