John Carter berkisah tentang edgar rice burroughs, keponakan john carter, mantan tentara amerika yang telah “meninggal”. Dia membaca sebuah telegram dari john carter, diminta segera menemui pengacara pamannya tersebut. Sesuai dengan instruksinya, tubuh pamannya ditempatkan di peti mati yang dapat dibuka hanya dari dalam. Pengacaranya memberikan jurnal milik pamannya tersebut pada burroughs. Ia membacanya dan berharap akan mendapatkan petunjuk penyebab kematian pamannya.
Burroughs membaca bahwa carter dipekerjakan di arizona territory, tempat union colonel powell menangkapnya. Powell mengetahui tentang latar belakang militer carter, ia memaksanya untuk membantu melawan apache, mengatakan bahwa carter berhutang pada negaranya. Carter menolak, menyatakan bahwa dia membayar semua hutang tersebut saat ia kehilangan keluarganya. Carter kemudian kabur dari tahanan, tapi dikejar oleh pasukan powell. Saat pengejaran, carter bertemu dengan kelompok apache. Terjadilah pertempuran antara kelompok powell dengan apache. Carter dan powell yang terluka dikejar sampai akhirnya mereka bersembunyi di dalam gua yang menjadi obyek dari pencarian carter sebelumnya, “spider cave of gold”.
Seorang yang misterius, disebut dengan thern, muncul di dalam gua. Carter membunuhnya tapi tak sengaja mengaktifkan kekuatan medali thern. Carter secara ajaib berpindah ke sebuah planet mati, barsoom (mars). Karena perbedaan kepadatan tulang dan gravitasi planet yang rendah, di sana carter dapat melompat tinggi dan memiliki kekuatan yang luar biasa. Ia menangkap klan green martian, tharks dan jeddak tars tarkas. Tars menginstruksikan sola untuk mengawasi carter yang kemudian dapat mengerti bahasa mereka, bahasa bangsa martian.
Di sana john carter bahkan sempat menikah dengan dejah dan menjadi pangeran helium. Kemudian dia membuat keponakannnya burroughs sebagai pelindungnya, memberikan petunjuk bagaimana untuk membuka petinya. Cerita kembali ke masa sekarang, burroughs berlari ke peti mati carter dan membukanya, ternyata isinya kosong. Thern yang telah mengikuti carter selama sepuluh tahun kembali ke dalam bentuk manusia dengan memakai topi pemain bowling, memegang sebuah pisau. Saat thern bersiap untuk membunuh burroughs, dia juga melihat petinya kosong. Sebuah tembakan terjadi dan thern mati. John carter muncul dan mengatakan bahwa ia tak pernah menemukan sebuah medali. Setelah mengatakan ke burroughs bahwa dia menikmati hidupnya di bumi, ia mengusulkan padanya untuk menulis sebuah buku. Carter lalu mengambil medali milik thern, membisikkan kodenya dan berpindah kembali ke barsoom.
