Extant conta a história de Molly Woods (Halle Berry), uma astronauta que volta para a Terra após passar um ano em uma missão solo no espaço. Agora, ela tenta se reconectar com o dia a dia de seu marido, o cientista John Woods (Goran Visnjic), e de seu filho, o robô humanoide Ethan (Pierce Gagnon). Este último foi projetado por seu próprio pai, devido à infertilidade de Molly, como parte de um programa para criar os chamados "Humanichs". Mas, pouco depois de sua tão desejada chegada à Terra, a mulher descobre que está grávida. A chocada Molly tenta recapitular o que realmente aconteceu durante sua estada no espaço – e, especialmente, durante uma misteriosa visita lá em cima, a qual manteve em segredo de todos. Quanto mais ela mergulha no que ocorreu, mais se torna claro que isso pode não apenas ter consequências dramáticas para sua própria vida, mas também ter efeitos devastadores para a toda a humanidade.