En 2069, la sonda solar del Consejo Europeo de Exploración Espacial (EUROSEC) descubre un planeta en la misma trayectoria orbital que la Tierra, en el lado más alejado del Sol. El Dr. Hassler, agente doble, transmite los resultados a una potencia oriental. Tras rastrear los mensajes hasta el laboratorio de Hassler, el jefe de seguridad Mark Neuman acorrala al científico y lo mata.

El director de EUROSEC, Jason Webb, convence al representante de la NASA, David Poulson, de que Occidente debe enviar una misión tripulada al planeta antes que los aliados de Hassler en Oriente. El coronel Glenn Ross, astronauta de la NASA, y el Dr. John Kane, astrofísico de EUROSEC, son asignados a la misión. Tras recibir formación en el Centro Espacial EUROSEC de Portugal, Ross y Kane despegan en la nave Phoenix. Durante el viaje entran en hibernación artificial, con máquinas "corazón-pulmón-riñón" que mantienen sus funciones vitales. Tres semanas más tarde, la Phoenix llega al planeta y Ross y Kane reviven. Los escáneres en busca de vida no son concluyentes, por lo que los astronautas deciden aterrizar en la superficie en su nave auxiliar, Dove. Durante el descenso, Dove resulta dañada por una tormenta y se estrella en una cadena montañosa, hiriendo gravemente a Kane. Los astronautas son recogidos por un equipo humano de rescate, que informa a Ross de que han aterrizado cerca de Ulán Bator (Mongolia). Parece que Ross y Kane han regresado a la Tierra, y son trasladados en avión al Centro Espacial.

Neuman y Lise Hartman, funcionaria de EUROSEC, interrogan a Ross, que niega haber abortado la misión. Más tarde, Kane muere a causa de sus heridas. Ross descubre que ahora se conduce por el lado equivocado de la carretera y que ya no puede leer los textos impresos porque están al revés. Se da cuenta de que se encuentra en un planeta desconocido, una Contra-Tierra en la que cada detalle es un reflejo de su Tierra. La esposa de Ross, Sharon, se niega a aceptar sus afirmaciones, pero Webb se convence cuando Ross demuestra su facilidad para leer textos reflejados y el examen post mortem de Kane revela que sus órganos internos están en el lado "equivocado" de su cuerpo. Ross teoriza que las dos Tierras son paralelas y que su homólogo de este mundo está experimentando sucesos similares en su Tierra. Webb propone a Ross que recupere el registrador de vuelo del Phoenix en órbita y regrese a casa.

EUROSEC construye un nuevo Dove diseñado para ser compatible con las tecnologías invertidas del Phoenix. Las modificaciones incluyen la polarización inversa de los circuitos eléctricos. Ross despega en la nave, a la que ha bautizado como Doppelganger, e intenta acoplarse a Phoenix. Sin embargo, los sistemas eléctricos no funcionan correctamente y la nave se estrella contra el Centro Espacial. EUROSEC es incapaz de corregir el fallo y Doppelganger se estrella contra una nave aparcada, matando a Ross e iniciando una reacción en cadena que destruye gran parte del Centro Espacial. Todos los registros de la presencia de Ross en la Contratierra se pierden en el desastre.

Años más tarde, el ex director de EUROSEC Jason Webb, ahora confinado a una silla de ruedas y en un estado mental muy disminuido, es ingresado en una residencia de ancianos. Ve su reflejo en un espejo. Rueda rápidamente hacia delante, intentando tocar a su doppelgänger, pero se estrella contra el espejo y muere.