影片设定在《阿凡达》的剧情落幕十余年后，讲述了萨利一家（杰克、奈蒂莉和孩子们）的故事：危机未曾消散，一家人拼尽全力彼此守护、奋力求生，并历经艰险磨难。杰克和奈蒂莉组建了家庭，他们的孩子也逐渐成长，为这个家庭带来了许多欢乐。然而危机未曾消散，萨利一家拼尽全力彼此守护、奋力求生，最终来到潘多拉星球临海的岛礁族寻求庇护。岛礁族首领特诺瓦里与罗娜尔为萨利一家提供了庇护所，这个部族的成员都是天生的潜水好手，也和海洋中的各种生物建立了密切联系。

战斗中负伤而下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利（萨姆·沃辛顿 饰）决定替死去的同胞哥哥来到潘多拉星操纵格蕾丝博士（西格妮·韦弗 饰）用人类基因与当地纳美部族基因结合创造出的 “阿凡达” 混血生物。杰克的目的是打入纳美部落，外交说服他们自愿离开世代居住的家园，从而SecFor公司可砍伐殆尽该地区的原始森林，开采地下昂贵的“不可得”矿。在探索潘多拉星的过程中，杰克遇到了纳美部落的公主娜蒂瑞（佐伊·索尔达娜 饰），向她学习了纳美人的生存技能与对待自然的态度。与此同时，SecFor公司的经理和军方代表上校迈尔斯（史蒂芬·朗饰）逐渐丧失耐心，决定诉诸武力驱赶纳美人……