2200 рік подарував світу неймовірний розвиток технологій. У разі загибелі людини усі її спогади можуть бути передані штучному інтелекту, а новим тілом слугуватиме робот. Одним з таких створінь є Карлос. Він працює разом з Аліною, яка старанно бореться з алкоголізмом. Удвох вони мають розшукати зниклу студентку. Можливо, через фінансову скруту, вона надала в оренду «мозковим фермам» свої інтелектуальні здібності. Для цього потрібно вирушити на Марс, де нині функціонує розвинене суспільство, що складається з людей, роботів та людиноподібних роботів, таких як Карлос.
Фантастичний детектив «Марс-Експрес» є дебютною роботою художника, режисера та сценариста Жеремі Перен. Робота над мультфільмом тривала 5 років. Перен надихався кращими зразками франко-бельгійських фантастичних коміксів, а також японською традицією анімації. Особливу увагу приділено ретельному продумуванню всесвіту, у якому відбуваються події. Загальний бюджет проекту склав близько 9 млн. євро.