Pada musim dingin 1982, para anggota stasiun riset Norwegia bernama Thule menemukan pesawat luar angkasa alien serta sesosok makhluk asing yang terkubur di dalam es Antarktika. Dr. Sander Halvorson bersama asistennya, Adam Finch, lalu merekrut ahli paleontologi asal Amerika, Kate Lloyd, untuk ikut menyelidiki temuan tersebut.

Bersama pilot Sam Carter, Derek Jameson, dan kru bernama Griggs, mereka terbang ke Stasiun Thule dan bertemu kepala stasiun Edvard Wolner beserta timnya, yakni Juliette, Karl, Jonas, Olav, Henrik, Colin, Peder, Lars, dan anjing milik Lars.

Tubuh alien yang terperangkap dalam balok es kemudian dipindahkan ke Stasiun Thule. Saat tim merayakan penemuan bersejarah itu, Jameson justru menyaksikan makhluk tersebut tiba-tiba keluar dari balok es. Tim pun berpencar untuk mencari keberadaan alien itu, dan di tengah pencarian mereka menemukan anjing Lars sudah tewas.

Makhluk asing tersebut kemudian menyeret Henrik ke dalam tubuhnya hingga darah berceceran mengenai Olav. Kelompok itu akhirnya berhasil membunuh alien tersebut dengan membakar bahan bakar yang tumpah di bawah tubuhnya. Hasil autopsi lalu mengungkap fakta mengerikan: sel-sel alien itu meniru sel milik Henrik. Tak lama kemudian, Olav jatuh sakit.

Saat Carter, Jameson, dan Griggs hendak menerbangkan helikopter untuk membawa Olav ke fasilitas medis, Griggs mendadak berubah menjadi makhluk itu dan menyerang Olav, hingga helikopter mereka jatuh di pegunungan.

Kate kemudian menemukan tambalan gigi di kamar mandi yang berlumuran darah dan menyadari bahwa alien tersebut mampu mengasimilasi sekaligus meniru korbannya agar bisa bersembunyi di antara mereka. Edvard pun memerintahkan tim untuk pergi ke pangkalan terdekat dengan kendaraan, tetapi Juliette dan Kate ingin mencegah siapa pun meninggalkan tempat itu.

Saat Juliette menemani Kate mengambil kunci kendaraan, Juliette justru berubah menjadi makhluk tersebut dan berusaha membunuhnya. Kate berhasil lolos, sementara Juliette versi makhluk itu membunuh Karl. Lars kemudian memusnahkan makhluk itu dengan penyembur api, dan tim yang tersisa sepakat mengarantina diri mereka sampai ancaman tersebut benar-benar berakhir.