Sinopse:
O filme retrata, no ano 2019 um grande complexo muito regrado nos Estados Unidos. Todos os seus moradores vivem lá na desculpa dos administradores de serem os únicos que sobreviveram a um ataque de um vírus mortal que atacou toda a Terra. O único lugar no planeta onde esse vírus não chega é um lugar paradisíaco chamado de A Ilha, e as vezes um morador ganha a "loteria" e vai para esse local como prêmio. É quando o ingênuo Lincoln Six-Echo (Ewan McGregor), após se despedir de um amigo que foi mandado para a ilha, segue um estranho espécime (uma borboleta) e descobre a parte secreta do complexo. Lá ele vê uma cena chocante: os médicos do complexo matam o seu amigo tirando partes do seu corpo.
Quando Jordan Two-Delta (Scarlett Johansson), por quem é apaixonado, ganha a loteria, ele faz uma corrida contra o tempo para salvá-la. Após levá-la já inconsciente dos tiranos médicos, ele encontra novamente a borboleta e consegue se ver fora do complexo. Aos poucos, com a ajuda de uns e outros, descobre que os moradores do complexo são, na verdade, clones idênticos a pessoas no mundo lá fora. Pessoas que podem pagar para ter um corpo reserva se precisarem de uma parte dele. E a tal ilha não existe, era uma desculpa para serem levados pelos médicos e serem mortos quando o seu eu verdadeiro requisitasse.
Então Lincoln e Jordan saem pelo mundo desconhecido e ao contrário do que eles pensavam, habitado. Jordan então descobre que fora mandada para a ilha por causa de uma doença contraída por sua eu verdadeira, uma famosa atriz de cinema; e Lincoln descobre seu eu verdadeiro, um projetista famoso, rico e fútil, que sofre de cirrose hepática. Aí começa sua jornada para salvar os clones desta enrascada idealizada e administrada principalmente pelo inescrupuloso Dr. Merrick (Sean Bean).