Jake Sully, ancien marine immobilisé dans un fauteuil roulant, est envoyé en mission sur la planète Pandora. Là, il doit participer à un programme d'étude du peuple autochtone, les Na'vi. L'atmosphère de Pandora étant toxique, son esprit est projeté dans un hybride biologique commandé à distance: un avatar. On lui confie dès lors une mission d'infiltration auprès des Na'vi, devenu un obstacle auprès d'un puissant groupe industriel exploitant un minerai rarissime. Son allégeance est cependant remise en question lorsque Neytiri, une très belle Na'vi, sauve la vie de Jake...