Tyson explica la naturaleza de la luz y como el universo observable es una imagen del pasado, como descubrió John Herschel. Describe cómo el trabajo de Isaac Newton, William Herschel, y James Clerk Maxwell condujo a la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, que concibe la luz como una constante fundamental del universo y que la gravedad es una distorsión de tejido del espacio-tiempo. Luego Tyson describe la naturaleza de los agujeros negros, cuyas enormes fuerzas graviacionales impiden que la luz salga de su atracción. Con la Nave de la Imaginación entraremos en un agujero negro e imaginaremos que puede haber dentro. El hijo de John Herschel, William, continuará el trabajo de su padre catalogando las estrellas y contribuyendo al desarrollo de la fotografía.

El lema del documental es 'para cambiar el futuro, primero debes imaginártelo'. Se recogen las predicciones hechas por científicos, economistas, historiadores y antropólogos. La trama se centra en Lucy, que nace en 2009 en Miami. A medida que va creciendo, va sufriendo todos los azotes del destrozo que si no lo evitamos le iremos haciendo a nuestro planeta". La familia de Lucy se ve obligada a abandonar su barrio residencial, porque el aumento del precio de la gasolina hace insostenible el coger el coche cada día. Luego un tremendo ciclón borra la ciudad de Miami, ya que las tormentas tropicales son cada vez más frecuentes y fuertes. Se muda a california, donde sufre una grave carestía en el agua.

Filmado en el magnífico entorno natural de la península de Kamchatka en Siberia, una tierra de leyendas y el reino de los osos pardos. Seguiremos las aventuras de cinco osos: una madre y sus dos crías, un adolescente y un experimentado macho líder. Cada uno de ellos tiene sus afanes y preocupaciones. La madre debe alimentar y proteger a sus retoños, que lo único que pretenden es explorar el ancho mundo ante su vista, despreocupados de los peligros que les acechan. El adolescente deberá encontrar su lugar en el mundo de los adultos, mientras que el macho dominante debe constantemente proteger su supremacía e imponer su fuerza.

En la tierra del Oso Cavernario, Alice Roberts se aventura en el hemisferio norte batido por el frío, Europa y Siberia. En las montañas de Transilvania, una cueva revela la evidencia de una lucha descomunal entre dos gigantes, un oso cavernario y un león de las cavernas. Para los rinocerontes lanudos y los mamuts, la Edad del hielo creó una habitat incomparable, proveyendoles de comida durante todo el año.

En el extremo norte de nuestro planeta se encuentra el mayor hábitat terrestre de la Tierra, hogar de bosques cubiertos de nieve y de la gélida tundra abierta. Estas son tierras extremas que llevan a los animales a sus límites: en invierno son tan frías que gran parte del suelo ha permanecido congelado desde la última edad de hielo. Para tener alguna posibilidad de sobrevivir, los animales deben adaptarse de forma extrema: aquí una súper manada de lobos, de 25 miembros, se ha unido para enfrentarse a la única presa grande de la que disponen en invierno, el bisonte americano.
En la tundra abierta, un zorro ártico debe buscarse la vida solo. Es un vagabundo y recorrerá muchos cientos de kilómetros en busca de pequeños lemmings, escondidos en las profundidades. La única forma de llegar a ellos es con una zambullida de cabeza. En el remoto extremo oriental de Rusia, un raro leopardo de Amur merodea por un bosque aparentemente vacío y cubierto de nieve. Con pocas presas disponibles, debe usar su ingenio para encontrar una comida. Sigue a los cuervos con la esperanza de encontrar carroña, pero no debe quedarse mucho tiempo, ya que comparte el bosque con un gran felino mucho más grande pero igualmente hambriento, el tigre siberiano.
Con la llegada de la primavera, los bosques comienzan a descongelarse y la vida regresa. Bajo el suelo, emerge ahora un nido de pequeñas crías de tortuga pintada, que han permanecido congeladas en un estado de animación suspendida durante todo el invierno. Al norte, pasa un mes más antes de que el calor del sol bañe el suelo congelado de la tundra. Bajo tierra se encuentra una pequeña reina de las nieves, una abejorro de Laponia. Es la única superviviente de su colonia -el resto pereció en la helada invernal-, pero su gran tamaño, su cuerpo peludo y el anticongelante en su sangre le han permitido sobrevivir. Ahora tiene prisa. Debe alimentarse y criar a su prole en la breve ventana del verano, mientras las flores están floreciendo.
Los búhos nivales también utilizan la tundra abierta para reproducirse: una pareja ha criado un nido lleno de mullidos polluelos. Con 24 horas de luz para cazar, los abnegados padres traen comida tras comida para su creciente cría. Pero un día regresan y encuentran el nido vacío.
Hoy en día, el mayor reto de la tundra es el cambio climático. El calentamiento de los veranos está derritiendo el permafrost en las profundidades del suelo, provocando el deshielo y, en algunos lugares, el colapso de la tierra. Estos cambios también afectan a los animales. Los caribúes llegan en manadas de 200.000 individuos para criar a sus crías en los ricos pastos, pero el calentamiento significa que los mosquitos emergen antes y molestan a las crías antes de que hayan tenido la oportunidad de ganar fuerza. Los padres llevan a sus crías a tierras más frescas y libres de mosquitos, pero para llegar hasta allí deben cruzar ríos con mayor cantidad de agua de deshielo y escapar de los hambrientos osos pardos. Ellos, al igual que la mayor parte de la fauna de la tundra, están adaptados a vivir en los extremos, pero el desafío del actual calentamiento del clima podría ser un problema de más.