"A princesa do clã Omaticaya. Neytiri é a responsável por levar Jake ao seu clã e ensiná-lo seus costumes."
Pandora é habitado por uma espécie de humanoides chamada Na'vi. Medindo quase 3 metros de altura, com cauda, ossos naturalmente reforçados com fibra de carbono e pele bioluminescente, os Na'vi vivem em harmonia com a natureza e são considerados primitivos pelos humanos. Eles veneram a deusa da vida, chamada Eywa. Os humanos não são capazes de respirar na atmosfera de Pandora, a qual é rica em dióxido de carbono, metano e amônia. Além disso, não têm uma convivência pacífica com os Na'vi por não entenderem sua cultura de venerar e sentir profundamente a natureza.
Os pesquisadores humanos coordenados por Dra. Grace Augustine (Sigourney Weaver) criaram o Programa Avatar, híbridos humano-Na'vi geneticamente modificados. Um humano que compartilhe material genético com um Avatar é mentalmente ligado e pode se conectar através de conexões neurais que permitem o controle do corpo do Avatar. Jake Sully (Sam Worthington) é um ex-fuzileiro paraplégico, que vai para Pandora querendo dinheiro para uma operação que o curaria da paralisia. O irmão gêmeo de Jake, Thomas, era um cientista do programa Avatar e ao morrer, Jake é chamado para assumir seu lugar no programa por sua similaridade genética que permitiria compatibilidade com o Avatar do irmão. Dra. Augustine não fica contente com a substituição, pois o irmão de Jake era um cientista com anos de treinamento para participar do programa. Jake, por sua vez, nunca usou um Avatar e não tem nenhum conhecimento sobre a cultura Na'vi. A equipe de pesquisa deixa que ele participe do programa, tendo-o mais como um segurança do que como um cientista.
Quando Jake está servindo de escolta para Grace e o biólogo Norm Spellman (Joel David Moore) em forma de Avatar, ele é atacado por uma criatura local e se perde do resto do grupo. Na selva, é salvo por uma Na'vi fêmea, Neytiri (Zoë Saldaña). Neytiri inicialmente quer deixar Jake, mas após ele ser coberto por sementes da Árvore da Vida, decide levá-lo para a Árvore-Lar, onde mora seu clã, os Omaticaya.
Quando o Coronel Miles Quaritch (Stephen Lang) ouve sobre a ligação próxima de Jake aos Na'vi, que está sendo ensinado sobre Pandora por Neytiri, promete-lhe pernas funcionais em troca de convencer os Omaticaya a saírem da Árvore-Lar, que fica sobre uma imensa reserva de Unobtainium. Em três meses, Jake acaba se envolvendo com os Na'vis e se apaixona pelo planeta Pandora, sua cultura e seu modo de vida e começa a preferir o modo de vida dos Na'vi, se une aos Omaticaya e inicia um relacionamento com Neytiri, Jake desiste da sua missão e passa a se considerar parte dos Na'vis e do Planeta Pandora. Sua mudança de lealdade é demonstrada quando Jake ataca máquinas da RDA que vieram destruir a Árvore-Lar. Ao ver o acontecimento, Quaritch desliga Jake de seu avatar, e descobre um vídeo-diário em que Jake diz que os Na'vi jamais deixarão a região. Isso faz Quaritch ordenar a destruição da Árvore, e Grace discorda, dizendo que afetaria a rede neural bio-botânica de Pandora. Parker Selfridge dá a Grace e Jake uma hora para eles convencerem os Na'vi a abandonarem a área.
Porém ao revelarem a missão, os Omaticaya consideram Jake e Grace traidores, e os aprisionam. Quaritch ataca a Árvore-Lar, matando muitos Omaticaya, inclusive Eytucan (Wes Studi) chefe do clã e pai de Neytiri. Jake e Grace são desconectados dos Avatares e aprisionados junto com Norm. A piloto Trudy Chacon (Michelle Rodriguez), revoltada com as ações recentes, os libertam. Na fuga, Grace é baleada por Quaritch. Com Grace morrendo, Jake resolve pedir ajuda aos Omaticaya. Após domar o Toruk, uma besta que só cinco Na'vi conseguiram montar, Jake voa até a Árvore das Almas, onde os Omaticaya se refugiaram, e pede a ajuda deles para salvar Grace. Há uma tentativa de transferir a alma de Grace para seu avatar, mas os ferimentos da cientista são graves demais e ela morre.
Jake e Tsu'Tey (Laz Alonso), o novo líder Omaticaya, usam o Toruk para voar até os diferentes clãs Na'vi e convencê-los a se juntar em sua luta. Depois, Jake reza para Eywa, pedindo sua ajuda - as tropas de Quaritch planejam destruir a Árvore das Almas. Na batalha que segue, muitos Na'vi morrem, incluindo Tsu'Tey e Trudy, e a derrota parece próxima, mas então como um milagre, Eywa, a deusa dos Na'vis resolve intervir na batalha fazendo a fauna de Pandora atacar e tirar a vantagem da RDA. Jake destrói um bombardeiro, e Quaritch retalia atacando o prédio onde está a cápsula de controlar avatares com o corpo de Jake. Jake é exposto a atmosfera e quase morre, mas é salvo por Neytiri após esta matar Quaritch.
Selfridge e os militares são expulsos de Pandora, mas os Na'vi deixam os cientistas permanecerem. Os Omaticaya tomam posse da fortaleza humana para eles e a tornam sua nova casa. Jake se torna líder dos Omaticaya, e tem sua alma transferida permanentemente para seu avatar por meio da Árvore das Almas.