Jack Tate, physicien australien brillant mais hors norme, apprend la mort étrange de certains de ses collègues, frappés par un souffle d'air glacial inexplicable à bord de leur navire de recherche dans le Pacifique. Malgré son divorce difficile avec sa femme, Emma, et une relation tendue avec sa fille adolescente, Naomi, Jack parvient à déterminer l'origine du drame. Une éclipse solaire a provoqué une chute soudaine de la température de la mésosphère et une déchirure dans la couche d'ozone permet à de l'air glacial de s'abattre sur terre... Jack entrevoit l'arrivée d'une nouvelle période glaciaire ! Mais lorsqu'il présente sa théorie à la communauté scientifique, on refuse d'écouter sa solution pour sauver la planète. Cependant, de nouvelles brèches apparaissent dans la couche d'ozone et des masses d'air froid frappent plusieurs grandes villes de la planète ! Il faut arrêter le phénomène avant que des millions de personnes meurent...

Participant à un projet humanitaire, Emma et Dean, deux lycéens, se dirigent en bateau vers les Caraïbes. Tombée accidentellement dans l'eau, Emma est sauvée par le jeune homme mais ils se retrouvent tous les deux à bord d'un canot de sauvetage, perdus au beau milieu de l'océan. Une tempête éclate alors, entraînant ces derniers sur une île déserte. Loin de leurs proches et en terre inconnue, Emma et Dean apprennent à se connaître et tombent follement amoureux l'un de l'autre.