Ambientada en el año 2154, los acontecimientos que narra se desarrollan en Pandora, una luna del planeta Polifemo habitada por una raza humanoide llamada na'vi, con la que los humanos se encuentran en conflicto debido a que uno de sus clanes se encuentra asentado alrededor de un gigantesco árbol que cubre una inmensa veta de un mineral muy cotizado y que supondría la solución a los problemas energéticos de la Tierra: el unobtainium.
Jake Sully, un marine que quedó parapléjico, es seleccionado para participar en el programa Avatar, un proyecto que transporta la mente de los científicos a unos cuerpos artificiales dena'vi para que así la comunicación con los nativos resulte más sencilla.