L'organisation européenne de recherches spatiales découvre de l'autre côté du soleil une planète circulant sur la même orbite et à la même vitesse que la Terre. Une expédition est organisée avec l'aide de la N.A.S.A.; deux astronautes, le colonel Ross, un Américain, et le docteur Kane, un Anglais, se dirigent vers la planète inconnue. Les deux hommes atteignent leur but mais leur appareil explose. Ross se réveille à l'hôpital et doit répondre devant ses supérieurs d'un retour prématuré sur la Terre. De plus, il a de la difficulté à se retrouver dans un contexte où tout lui semble inversé. Il trouve à cela une explication, mais il a fort à faire pour prouver son hypothèse.