James Cameron viaja para alguns dos ambientes mais profundos, extremos e desconhecidos da Terra em busca de criaturas estranhas e alienígenas que vivem lá. Juntando-se a ele está uma equipe de jovens cientistas e biólogos marinhos da NASA que consideram como essas formas de vida representam a vida que um dia podemos encontrar no espaço sideral, não apenas em planetas distantes orbitando estrelas distantes, mas também dentro de nosso próprio sistema solar. Aliens of the Deep é o resultado de expedições a várias fontes hidrotermais no Atlântico e no Pacífico. Essas são regiões vulcânicas violentas onde um novo planeta está literalmente nascendo e onde a interação entre o oceano e a rocha derretida cria nuvens de água superaquecida e quimicamente carregada que servem como oásis para os animais como nunca se descobriu. Minhocas de quase dois metros de altura com plumas vermelho-sangue e sem estômago, caranguejos brancos cegos e uma biomassa de camarão capaz de "ver" o calor competem para encontrar o local certo no fluxo da água superaquecida e vital ou para fritar ...