Martin Gibson es un conocido escritor de novelas de ciencia ficción en la Tierra, que se embarca hacia Marte en el Ares. Esta nave va a ser la primera de toda una línea de pasajeros y carga regular y de gran capacidad que acercará más la Tierra y su vecino rojo. La presencia de Gibson en la nave como único pasajero se explica para que escriba artículos sobre la misma y el viaje interplanetario, de cara a dar buena imagen del mismo entre la gente. A bordo del Ares, le acompaña la tripulación, formada por el capitán Norden, el oficial Hilton, el doctor Scott, y el físico Mackay, además de Jimmy Spencer, aprendiz y estudiante, el más joven de la nave. Tras tres meses de viaje, en los que todos llegan a conocer bien a Martin, llegan a Marte, encontrando como primer contratiempo el hecho de no poder detenerse en Fobos como de costumbre, sino en Deimos.

Una vez en la superficie, Gibson se pone en contacto con el Jefe Principal de Marte, Hadfield, que le da carta blanca para investigar por toda la ciudad de Puerto Lowell, la mayor de Marte. Hay que decir que a estas alturas, la presencia humana en el planeta rojo es muy reducida, con sólo un par de ciudades importantes bajo cúpulas, Puerto Lowell y Puerto Schiaparelli, y que la atmósfera, por ser tan tenue, no es respirable sin la apropiada máscara. Se ha descubierto abundante vida vegetal en Marte, pero ningún animal, como se esperaba por la baja presión.

Es preciso saber que por una sorprendente casualidad, Jimmy es hijo de Gibson, de una aventura que tuvo en su breve tiempo de universitario, cuando era joven. Para compensar de alguna forma al chico por su ausencia durante años, y sin que llegue a enterarse de su identidad real, empieza a ayudarle en todo lo que puede, especialmente cuando el joven y la hija de Hadfield, Irene, se enamoran.

Gibson propone una pequeña excursión por los alrededores de la ciudad, lo cual les lleva inesperadamente a un complejo de investigación sobre plantas que no se les permite visitar. Procura no darle mayor importancia al hecho, y lo olvida.

Cuando algún tiempo después marchan en un vuelo hacia Puerto Schiaparelli, sufren un accidente, y se ven forzados a aterrizar en una de las muchas zonas que el hombre aún no ha pisado. Explorándola, encuentran un bosquecillo con unas curiosas plantas que contienen gas, surcado de senderos. Sin embargo, tardan algo en darse cuenta de que los senderos, no se hacen solos. Tras revisar el lugar con cuidado, encuentran un pequeño grupo de animales marcianos, que se dedican a comer de esas plantas llenas de oxígeno que éstas extraen del suelo. Aunque no parecen prestarles mucha atención a los humanos, uno de ellos se encariña con Gibson, y se acaba yendo con ellos. Recibe el nombre de Scuic, y supone toda una revolución en las teorías sobre la vida marciana.

A su regreso a Lowell, Gibson empieza a oír rumores sobre el misterioso Proyecto Aurora, del que nadie desea hablar. Mientras investiga, se encarga también de hablar con Hadfield sobre el romance de Jimmy e Irene, para obtener el visto bueno del que técnicamente sería pariente suyo si se realiza el compromiso. Cuando Hadfield empieza a confiar en Gibson, y deja de verlo como un estorbo, decide tenerlo más al tanto de lo que ocurre, y le muestra el interior de la mencionada estación de investigación: por lo visto, las plantas de las que Scuic se alimenta ya habían sido descubiertas y cultivadas para encontrar una variedad que pudiera ser útil a efectos de terraformación (palabra que no se usa explícitamente en la novela) Sin embargo, no le habla del Proyecto Aurora.

Sólo cuando faltan unas pocas horas para que dichos planes se lleven a cabo, Gibson consigue atar todos los cabos: para que las plantas productoras de oxígeno funcionen, se precisa mucha luz, que el apartado Marte apenas recibe en cantiad suficiente del Sol. Por tanto, y mediente ingeneiría nuclear (basándose en unas hipotéticas reacciones de mesones) se convierte a Fobos en una nueva luminaria para Marte, que pasa a recibir suficiente luz y calor como para que las plantas se desarrollen tanto como se precisa. Naturalmente, el secreto en torno a esto se mantenía porque era algo que la Tierra no había aprobado.

Gibson llegó a Marte como un observador temporal que iba a dar su opinión sobre el lugar para atrae a más gente allí. Sin embargo, acaba sintiéndose parte de la comunidad, por lo que al final de la obra ha decidido quedarse allí a vivir durante más tiempo del pensado, y trabajar por la prosperidad de la colonia.

Jimmy e Irene formalizan su compromiso, y marchan a la Tierra para que ella pueda ver todo lo que haber vivido en Marte no le ha permitido conocer. Los demás tripulantes del Ares regresan a su puesto, y el futuro de Marte se presenta alentador: se calcula que en 50 años, la atmósfera sería respirable gracias a las plantas y Fobos.