Proxima urmărește povestea unei astronaute care se luptă cu angajamentul față de fiica ei, în timp ce urmează un antrenament fizic înfiorător pentru o misiune de un an la bordul Stației Spațiale Internaționale. Singura femeie din program, Sarah se antrenează pentru prima sa misiune spațială în timp ce incearca sa tina in frau frustrările vieții de părinte. Ea locuiește singură cu Stella, fiica ei de șapte ani. Sarah se simte vinovată că nu poate petrece mai mult timp alături de fiica ei. Dragostea ei este copleșitoare, dezechilibrantă. Când Sarah este aleasă să se alăture echipajului misiunii spațiale de un an numită „Proxima”, acest lucru creează haos în relația mamă-fiică. Pe măsură ce data plecării se apropie, Sarah trebuie să călătorească la locul de lansare și să intre în carantină, departe de fiica ei. O femeie excepțională, Sarah se confruntă cu un conflict interior în creștere, care poate duce la o decizie șocantă.