К середине XXII века человечество в значительной мере исчерпало естественные ресурсы Земли. Корпорация RDA разворачивает крупномасштабную добычу редкого полезного ископаемого под названием анобтаниум^[11] на Пандоре — колонизированном людьми спутнике газовой планеты Полифем в звёздной системе Альфа Центавра, удалённом от Земли на расстояние четырёх с половиной световых лет. Пандора, чья атмосфера в силу своего химического состава губительна для людей, густо покрыта растительностью и населена аборигенами — трёхметровыми синекожими разумными гуманоидами. Аборигены планеты называют себя на’ви^[32], живут в гармонии с природой и почитают богиню-мать Эйву.

Для исследования биосферы Пандоры учёные используют «аватары» — искусственно выращенные гибриды тел на’ви и людей, управляемые так называемыми операторами — людьми, чьи ДНК были использованы для их создания. Управление осуществляется удалённо — при помощи специальной аппаратуры оператор, находящийся в боксе, может на расстоянии мысленно управлять телом аватара как своим собственным^[33]. Создание искусственного тела — дорогостоящий процесс, поэтому когда Томми, учёного и оператора аватара, убивают незадолго до отправки на Пандору, представители RDA предлагают брату-близнецу погибшего, Джейку Салли, страдающему параличом ног бывшему морскому пехотинцу, занять его место. Джейк соглашается и отправляется на Пандору, куда и прибывает в 2154 году. Здесь он знакомится с главой научной программы «Аватар» доктором Грэйс Огустин, которая считает Джейка плохой заменой его погибшему брату. Против её воли Джейка назначают охранником исследовательской группы. Во время одной из экспедиций, пока аватары Грэйс и ещё одного учёного — Норма Спеллмана — собирают биологические образцы, на аватара Джейка нападает танатор — крупный хищник Пандоры. Убегая от зверя, Джейк отбивается от группы и теряется в лесу, где его атакует стая мелких хищников. Его спасает Нейтири, девушка-на’ви из клана Оматикайя. Истолковав полёт семян священного дерева как знак от Эйвы, она соглашается взять Джейка с собой. В жилище клана, благодаря вмешательству Мо’ат, духовного лидера Оматикайя, его решают оставить у себя и поручают Нейтири обучить его как охотника племени.

Поскольку на участке земли под Деревом Дома, где живёт племя, запланирован карьер по добыче анобтаниума, полковник Майлз Куоритч, глава по безопасности, вместе с администратором RDA Паркером Селфриджем предлагает Джейку как бывшему военному собрать разведывательные данные о племени Оматикайя на случай вооружённого конфликта с ними либо узнать способ получить их согласие на переселение. Взамен ему обещано оплатить дорогостоящую операцию по восстановлению подвижности ног^[34]. Когда Грэйс узнаёт об этой сделке, она вместе с Джейком и Нормом перебирается в полевой лагерь учёных, находящийся на горах Аллилуйя — гигантских обломках породы, парящих в воздухе благодаря естественному электромагнитному излучению в этом районе Пандоры.

Спустя три месяца Джейк, постепенно заслужив доверие на’ви, знакомится с их культурой и мировоззрением и начинает задумываться о целесообразности своей миссии. После обряда инициации он и Нейтири становятся мужем и женой. Когда бульдозеры корпорации пытаются уничтожить Дерево Голосов, являющееся для на’ви священным, Джейк в теле аватара встаёт на сторону аборигенов. Куоритч показывает администратору корпорации RDA на Пандоре Паркеру Селфриджу^[35] видеозапись атаки Джейком бульдозера и фрагмент видеодневника Джейка, где тот предполагает, что на’ви не покинут свой дом добровольно. Посоветовавшись с Куоритчем, Селфридж приказывает уничтожить Древо Дома, место жительства клана Оматикайя.

Несмотря на доводы Грэйс о том, что уничтожение Древа Дома вызовет многочисленные жертвы среди на’ви и повредит биологическую нейронную сеть^[36] Пандоры, Селфридж не отменяет приказ, но разрешает Джейку и Грэйс ещё раз попытаться убедить на’ви покинуть их место пребывания. Их план, однако, проваливается — на’ви обвиняют Джейка и Грэйс в предательстве и пленяют их. Войска Куоритча уничтожают Древо Дома и убивают множество аборигенов, в том числе и отца Нейтири. Мо’ат освобождает Джейка и Грэйс с просьбой помочь племени, но Селфридж приказывает оборвать их связь с аватарами, при этом Норм, Грейс и Джейк были арестованы за сопротивление. Вскоре пилот боевого вертолёта Труди Чакон, работавшая с учёными, возмутившись жестокими действиями Куоритча, освобождает их всех и доставляет в мобильный лагерь учёных. Во время побега Куоритч ранит Грэйс из револьвера.