Η ιστορία διαδραματίζεται στην Πανδώρα, ένα φεγγάρι ενός μακρινού πλανήτη, το έτος 2154. Η ταινία ξεκινά με τον Τζέικ να εμπλέκεται σε έναν καυγά σε ένα μπαρ στη Γη πριν πάει στην Πανδώρα. Η Πανδώρα είναι ένα φανταστικό φεγγάρι που μοιάζει με τη Γη σε ένα μακρινό πλανητικό σύστημα.
Ορισμένοι άνθρωποι έχουν ταξιδέψει από τη Γη στην Πανδώρα επειδή είναι πηγή ενός πολύ πολύτιμου ορυκτού που ονομάζεται unobtanium. Το μεγαλύτερο κοίτασμα του ορυκτού βρίσκεται κάτω από ένα μεγάλο δέντρο που οι ντόπιοι Να'βι ονόμασαν "Hometree" (kelutral στη γλώσσα των Να'βι). Το δέντρο είναι πολύ σημαντικό για τους Na'vi. Ο Parker Selfridge (τον οποίο υποδύεται ο Giovanni Ribisi) είναι ο στρατιωτικός ηγέτης της επιχείρησης εξόρυξης. Χρησιμοποιεί πεζοναύτες για την ασφάλεια. Οι πεζοναύτες πρέπει να μετακινήσουν τους ανθρώπους των Na'vi πριν αρχίσουν την εξόρυξη του unobtanium. Έχουν προσπαθήσει να το κάνουν αυτό πολλές φορές. Έχουν προσφέρει στους Na'vi ρούχα, εκπαίδευση και άλλα τέτοια, αλλά τίποτα δεν έχει αποδώσει. Το επόμενο σχέδιό τους είναι να ανατινάξουν το μέρος.
Η Πανδώρα κατοικείται από τους Na'vi. Είναι ένα είδος ανθρωποειδών με μπλε δέρμα και χαρακτηριστικά αιλουροειδών. Σωματικά, οι Na'vi είναι πολύ πιο δυνατοί και ψηλότεροι από τους ανθρώπους. Ζουν σε αρμονία με τη Φύση και λατρεύουν μια μητέρα θεά που ονομάζεται Eywa. Οι ανθρώπινοι επιστήμονες στην Πανδώρα θέλουν να μάθουν για τον πολιτισμό των Na'vi. Για να το κάνουν αυτό, δημιούργησαν "άβαταρ". Τα άβαταρ είναι σώματα Να'βι τροποποιημένα με ανθρώπινο DNA. Ελέγχονται διανοητικά από ανθρώπινους χειριστές. Αυτά τα άβαταρ χρησιμοποιούνται για να αλληλεπιδρούν με τους Να'βι, για να προσπαθήσουν να δημιουργήσουν ειρήνη. Ο Jake Sully (τον οποίο υποδύεται ο Sam Worthington) είναι ένας παραπληγικός πεζοναύτης . Ο αδελφός του ήταν ένας επιστήμονας που εκπαιδεύτηκε για να γίνει χειριστής avatar. Αφού ο αδελφός του πεθαίνει, ο Jake τον αντικαθιστά για να ελέγχει το avatar του. Ο Τζέικ λαμβάνει την αποστολή να δημιουργήσει σχέσεις με τους Na'vi. Στόχος του είναι να πείσει τους Na'vi να απομακρυνθούν από το Hometree ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να εξορύξουν εκεί unobtanium. Για να το πετύχει αυτό, έπρεπε να γίνει φίλος με τους Na'vi ώστε να μάθει τι χρειάζεται για να τους πείσει να μετακινηθούν. Πολλοί άνθρωποι, όπως η Γκρέις (την οποία υποδύεται η Σιγκούρνεϊ Γουίβερ), μια ειδική στα άβαταρ, δεν πίστευαν ότι ο Τζέικ είχε αρκετή εμπειρία και ευφυΐα για να είναι χρήσιμος. Σε μια αποστολή με τη μορφή άβαταρ, χάνεται στη ζούγκλα.
Το άβαταρ του Jake σώζεται από τη Neytiri (Zoe Saldana), μια γυναίκα Na'vi. Η Neytiri παίρνει τον Jake στο Hometree, όπου ζει η φυλή της, οι Omaticaya. Ως σαμάνα, η μητέρα της Neytiri δείχνει ενδιαφέρον για τον Jake. Ζητά από την κόρη της να διδάξει στον Τζέικ τον πολιτισμό τους. Μαζί, ο Τζέικ και η Νεϊτίρι ζουν πολλές περιπέτειες στην Πανδώρα. Η Νεϊτίρι δείχνει στον Τζέικ το πνεύμα που έχει κάθε ζωντανό πλάσμα. Ο Τζέικ χαίρει σεβασμού όταν έρχεται για πρώτη φορά στους Να'βι. Τον αποκαλούν "ονειροπόλο του ουρανού". Μόλις μαθαίνει την κουλτούρα τους, τους εντυπωσιάζει όλους και κερδίζει τον σεβασμό τους. Γίνεται μέλος της φυλής Οματικάγια και θεωρείται ένας από αυτούς. Στην αρχή, η Νεϊτίρι δεν τον συμπαθεί. Η φιλία τους διαμορφώνεται καθώς γίνεται πιο ικανός και ισότιμος μαζί της. Ζευγαρώνουν κάτω από το δέντρο της Eywa. Στην αρχή, ο πατέρας της Νεϊτίρι είναι αρκετά θυμωμένος με αυτό. Με την πάροδο του χρόνου, το αποδέχεται.
Ο χρόνος περνάει και ο Τζέικ δεν έχει καταφέρει να κάνει τους Να'βι να μετακινηθούν. Ο Παρκ Σέλφριτζ το βλέπει αυτό. Λέει στον Τζέικ ότι άργησε πολύ και ότι θα βομβαρδίσουν το Hometree. Ο Τζέικ προσπαθεί να προειδοποιήσει τους Να'βι. Οι Να'βι αισθάνονται ότι τους πρόδωσε γιατί ήξερε ότι αυτό θα συνέβαινε. Οι Na'vi προσπαθούν να αντισταθούν αλλά τα τόξα και τα βέλη τους είναι άχρηστα ενάντια στους πεζοναύτες. Το Hometree βομβαρδίζεται και χιλιάδες άνθρωποι των Na'vi πεθαίνουν. Ο πατέρας της Νεϊτίρι είναι ένας από τους νεκρούς. Ο Τζέικ και η Γκρέις απέτυχαν. Φυλακίζονται από την εταιρεία εξόρυξης επειδή πολέμησαν με τους Na'vi.
Με τη βοήθεια μιας γυναίκας πιλότου πεζοναυτών, της Trudy (την οποία υποδύεται η Michelle Rodriguez), διαφεύγουν με ένα ελικόπτερο. Πηγαίνουν σε μια κοντινή βάση για να αλλάξουν σε κατάσταση avatar. Στη συνέχεια πηγαίνουν στο Hometree για να δουν τους Na'vi. Ο Τζέικ λέει στους Να'βι ότι πρέπει ακόμα να πολεμήσουν. Συνεργάζεται με έναν από τους πολεμιστές Na'vi για να τους εκπαιδεύσει. Σύντομα, περισσότεροι Na'vi έρχονται να υπερασπιστούν τη γη τους. Οι πεζοναύτες επιλέγουν να καταστρέψουν τους Να'βι αντί να προσπαθήσουν να τους μετακινήσουν. Πολλοί άνθρωποι δεν πιστεύουν ότι αυτό ήταν σωστό. Πιστεύουν ότι είναι απάνθρωπο. Αυτοί οι άνθρωποι δεν εισακούονται και οι πεζοναύτες επιτίθενται στους Να'βι. Γίνεται μια πολύ μεγάλη μάχη μεταξύ των πεζοναυτών και των Na'vi. Όταν φαίνεται ότι οι πεζοναύτες θα νικήσουν, πολλά από τα ζώα της Πανδώρας συμμετέχουν στη μάχη. Πολεμούν με τους Να'βι εναντίον των πεζοναυτών. Κοντά στο τέλος της μάχης, ο Τζέικ, με το άβαταρ του, μάχεται με τον Πάρκερ Σέλφριτζ. Όταν είναι σχεδόν νεκρός, η Νεϊτίρι τον σώζει. Οι Na'vi τελικά νικούν αλλά πολλοί πεθαίνουν. Μετά τη μάχη, οι πεζοναύτες επιστρέφουν στον πλανήτη Γη. Ο Τζέικ Σάλι μεταμορφώνεται μόνιμα στο άβαταρ του και γίνεται ο ηγέτης των Na'vi μαζί με τη Νεϊτίρι.