一个奇怪的陌生人出现在纽约中央公园车站，当着众人的面说它来自另外一个星球：K-PAX。闻讯而来的警察认为他有神经病，把他送上开往精神病院的火车，交托给了一位和蔼的精神病医生马克（杰夫·布里奇斯）。病人自称Prot（凯文·斯帕西），是个乐观而自信的家伙。他在医院里滔滔不绝地向病友和医生讲述自己在7000光年以外的K-PAX星球上的生活。他的描述是如此逼真生动、细致入微，令马克感到困惑，却给其他的精神病人带来希望。更奇妙的是，有些病人的病情竟在Prot的影响下有了好转，甚至连马克医生自己也觉得通过与Prot的接触，克服了自我怀疑，学会了向亲人表露内心的情感……
Prot宣布自己将在夏天结束的时候离开地球，返回K-PAX星球。病友们争相表示要和他同去。预定离开的日子越来越近了，病人们因为即将有机会和外星人接触而越来越兴奋，马克医生却陷入了迷阵，究竟Prot是不是一个精神病人？是该相信自己的科学诊断，还是相信Prot充满自信的陈述？马克甚至对自己分辨现实与幻想的能力也产生了怀疑。
