Ad Astra, also zu den Sternen, soll Roy McBride reisen - konkreter: zum Planeten Neptun. Auf einer Weltraummission dorthin ist nämlich sein Vater vor 20 Jahren spurlos verschwunden, als er sich auf den Weg machte, um Anzeichen ausserirdischer Lebewesen zu untersuchen. Nun begibt sich der leicht autistische McBride, der mittlerweile selbst als Ingenieur für die NASA arbeitet, ebenfalls auf eine Reise durch das Sonnensystem. Er will die nie gelöste Frage aufklären, was damals geschah und warum die Mission seines Vaters scheiterte. Zugleich gilt es, ein Mysterium zu lösen, das das Überleben auf der Erde bedroht. Doch durch die Aufdeckung von gewissen Geheimnissen könnte zugleich der Platz des Menschen im Kosmos in Frage gestellt werden.
Als sein Sohn eines Tages wegen Drogenbesitzes festgenommen wird, fällt sein Vater, John Matthews, zunächst einmal aus allen Wolken. Sein Sohn ein Krimineller? Wie konnte es nur soweit kommen? Nachdem er den ersten Schock verdaut hat, sucht John nach einer Möglichkeit, den Jungen vor dem Gefängnis zu bewahren und kontaktiert die Behörden. Doch die zeigen sich unerbittlich. Nur für den Fall, dass der Sohn sich im Gefängnis als Informant nützlich macht, könne er mit einer Strafmilderung rechnen. Aber dazu sieht sich der Sohn nicht in der Lage. In der Staatsanwältin Joanne Keeghan findet John immerhin eine Verbündete, die ihn auf rechtlicher Seite unterstützen will. Sie verfolgt einen verwegenen Plan und arrangiert ein Treffen mit Vertretern der DEA, in Person von u.a. Agent Cooper: Falls es John gelänge, sich in die Reihen des Drogengangsters Juan Carlos 'El Topo' Pintera einzuschleusen und wichtige Informationen zu liefern, wird der Sohn aus dem Gefängnis entlassen. Doch John setzt nicht nur sein eigenes Leben aufs Spiel, sondern auch das seiner Familie.