In un lontano passato, una famiglia di Neanderthal (Jorge Vargas, Tanaya Beatty), costretta ad abbandonare la propria casa, lotta per sopravvivere, proteggendo i figli e imparando a usare strumenti primitivi in un mondo spietato. Nel presente, Claire (Rashida Jones), un'ambiziosa antropologa che dopo la laurea si dedica allo studio di antichi resti proto-umani, inizia una relazione incerta con un compagno di studi, Greg (Daveed Diggs). Due secoli più tardi, a bordo di un'astronave diretta verso un pianeta lontano, Coakley (Kate McKinnon) e un computer di bordo senziente affrontano una misteriosa malattia che minaccia le piante produttrici di ossigeno presenti a bordo.