无人深空的主线剧情，相当于宇宙是一台叫阿特拉斯的超级计算机，整个宇宙都是阿特拉斯模拟出来的，但由于时间过去了无数亿年，阿特拉斯开始出现越来越多的计算错误，于是分裂出“旅行者”来不停地观察世界，搜集信息，最后重启阿特拉斯。而阿特拉斯被重启就相当于宇宙被重置，而宇宙也就这样被重置了一次又一次，但不解决根本问题，阿特拉斯积累的错误还是越来越多。
“我”就是新一代的旅行者，可以在探索的过程中，认识了两波人，一波是以商人种族吉克和科技种族科尔瓦克斯为主，认为阿特拉斯是神，一波则是以战士种族维吉恩为主，反抗阿特拉斯和它制造的“护卫”。不过吉克现在只想做生意，已经不参与两拨人的斗争。
这么看来倒是可以把阿特拉斯当成魔兽世界里的泰坦，而那些守护者就是护卫。
有些星球的护卫比较温和，只要你不揍它们，它们不搭理你。有些星球的，如果你采矿，就会揍你。有些星球，你杀动物，就会揍你。还有些星球，看到你，护卫就会揍你。
其实就是阿特拉斯出bug了，护卫作为它创造的杀毒程序，已经混乱了的表现。
然后有一个叫保罗的吉克和叫纳达的科尔瓦克斯就比较叛逆，加入了反叛阿特拉斯的一方，制造流亡空间站，给“我”各种引导。
在这个流亡空间站，可以遇到其他玩家，还能在这里乞讨。
而故事的主线，就是上一代旅行者“无名”，重启了宇宙之后自己进入了新的宇宙，试图引导“我”也走上重启宇宙的路。
“我”则是阿特拉斯最后创造的旅行者，原型是它对 “自己创造者” 的意识扫描，拥有最接近 “自由意志” 的潜能。
“我”的使命，就是选择宇宙最后的结局。
而“我”在剧情开始则要去救另一个叫阿尔忒弥斯的旅行者，阿尔忒弥斯其实早就被护卫杀死了，只是灵魂回响一直在联系“我”，“我”可以选择上传他的意识到虚拟空间，永生但是没有自由，也可以放任他的死，获得自由但是彻底死亡。
而另一个帮助“我”的人阿波罗，是阿尔忒弥斯的朋友，可以选择把抵达阿特拉斯的传送坐标给他，然后他会被阿特拉斯抹杀，也可以不给他，让他躲起来逃过一劫。
而“我”可以学“无名”，顺从阿特拉斯，重启宇宙。然后等待新的旅行者出现。也可以直接拒绝阿特拉斯，把它整宕机，彻底消灭它，让全宇宙获得自由。
不过不管是重启宇宙，还是消灭阿特拉斯，都不影响主线走完了之后继续探索，继续打海盗，继续盖房子。
然后这个过程中，不管是阿尔忒弥斯、保罗、纳达、阿波罗、无名还是阿特拉斯，都一直在跟“我”讨论什么是自由意志，什么生命的意义，各种奇奇怪怪的哲学思辨。
说白了，就是阿特拉斯、旅行者、三大种族，一直在吵三件事：
模拟宇宙算真实吗？生命的本质是程序还是灵魂？
什么是自由意志？ 旅行者是被造的程序，还是有自我的生命？反抗阿特拉斯，是自由还是叛逆？
什么是生命意义？ 是顺从宿命、维持轮回，还是打破枷锁、追求未知？
阿特拉斯：宿命论——我是神，你们是程序，存在就是为了维持模拟；
无名：虚无主义——反抗没用，轮回是唯一出路，认命吧；
阿尔忒弥斯和阿波罗：个体主义——我只想活，不管宇宙真假，我的感受才是真实；
玩家：存在主义——我选择，我存在，哪怕宇宙是模拟，我的选择就是自由意志的证明。
归根结底，阿特拉斯是一台想要续命的超级计算机，旅行者，包括玩家在内，是阿特拉斯创造的杀毒程序，结果中间出了“叛徒”。而无人深空从头到尾都在问玩家一个问题：如果世界是模拟出来的，你还会追求自由吗？