São três histórias que avançam em paralelo. A do passado ocorreu na Espanha do século XVI, quando o conquistador Tomas Crep chegou ao Novo Mundo procurando pela árvore da vida. Ele iniciou sua busca por causa de sua obsessão romântica, a rainha Isabel. Ela acreditava que a chave da imortalidade daria à Espanha mais poder contra seus numerosos inimigos. Nos tempos atuais, Tommy é um cientista que pesquisa obsessivamente a cura do câncer, pois sua mulher Izzi, a quem ama profundamente, está morrendo em decorrência da doença. Na terceira história, Tom é um astronauta do século XXVI, um homem preocupado com suas encarnações passadas. O ser humano e o amor podem ser eternos? O elenco conta com Hugh Jackman, que protagoniza O Grande Truque, também na seleção da 30ª Mostra, e Rachel Weisz, vencedora do Oscar 2006 de atriz coadjuvante por
O Jardineiro Fiel. Além deles, voltam a trabalhar com Aronofsky Ellen Burstyn, indicada ao Oscar por Réquiem por um Sonho, e Sean Gullette, ator de seus dois filmes anteriores. Outro retorno é o do compositor Clint Mansell, que escreveu a trilha dos filmes anteriores do diretor e aqui trabalha com o quarteto de cordas Kronos Quartet e a banda escocesa Mogwai, de linha experimental. Aronofsky recusou-se a usar efeitos digitais para dar a seu filme um visual mais “orgânico”, que sobrevivesse à passagem do tempo.