Lorsque le réchauffement climatique déclenche une nouvelle ère glaciaire, des tornades rasent Los Angeles, un raz-de-marée engloutit New York et tout l'hémisphère nord commence à geler. Maintenant, le climatologue Jack Hall (Dennis Quaid), son fils Sam (Jake Gyllenhaal) et un petit groupe de survivants doivent surmonter la super-tempête grandissante et rester en vie face à un ennemi plus puissant et implacable que tout ce qu'ils ont jamais rencontré : Mère Nature !