O herói John Carter é um veterano confederado da Guerra Civil Americana, que se esconde em uma caverna depois de ser perseguido por índios apaches e de lutar com um Thern, acorda misteriosamente em Marte, chamado pelos seus habitantes de Barsoom. Como a gravidade do planeta é apenas 38% da terrestre, Jonh Carter é mais forte e ágil que os habitantes de Marte. Anteriormente, um mundo parecido com a Terra, tornou-se mais hostil à vida, devido à sua idade avançada: seus oceanos evaporaram e a atmosfera tornou-se rarefeita. O planeta moribundo transformou-se em um mundo seco e de barbárie, com seus habitantes endurecidos e belicosos, lutando entre si pela sobrevivência. Enquanto prisioneiro da horda dos Tharks, uma raça de guerreiros verdes, com quatro braços, três metros de altura e presas, Carter conhece e salva a princesa de Marte, Dejah Thoris de uma raça humanoide de pele avermelhada. A princesa convence John Carter a lutar, com a ajuda dos Tharks, para evitar uma guerra civil que pode levar o planeta à completa extinção.
Em 1873, no Arizona, um homem chamado Jake Lonergan acorda sem nenhuma memória de seu passado, e com um misterioso bracelete em seu pulso. Ele entra na cidade de Absolution, onde descobre que ele é um criminoso notório procurado por muitas pessoas, incluindo o Coronel Woodrow Dolarhyde, que comanda a cidade com punhos de ferro. Porém Absolution enfrenta uma ameaça maior quando uma força misteriosa ataca a cidade do céu, matando todos no caminho. Enquanto o bracelete de Lonergan guarda o segredo para derrotá-los, ele deve se aliar ao Coronel Dolarhyde e antigos inimigos para combater a entidade misteriosa.
