Dans un monde futuriste où il est possible d'avoir le souvenir d'avoir fait une chose sans avoir pourtant bel et bien fait cette chose, Douglas Quaid – un ouvrier en apparence aussi banal que bodybuildé – souhaite assouvir son obsession pour la planète Mars en se rendant chez Rekall, une entreprise spécialisée dans l'implantation de faux souvenirs.
D'un point de vue subjectif, il n'y a pas – pense-t-il – de différence entre d’une part être réellement allé sur Mars (et s'en souvenir) et d'autre part avoir le (faux) souvenir d'y être allé. L'avantage d'un faux souvenir est qu'il épargne à la fois les risques et le coût d'un authentique voyage. C'est pourtant chez Rekall que ses ennuis semblent commencer.
Douglas pourrait-il être autre chose que la somme de ses souvenirs ?