Nad Marsem pojawia się tajemniczy sześcian. Kontrolerka misji Mackenzie Wilson zostaje wyznaczona do zbadania obiektu, który może na zawsze odmienić losy świata.   

Fabularnie "Dzieci Diuny" łączy w sobie wątki z drugiego i trzeciego tomu cyklu: "Mesjasza Diuny" i "Dzieci Diuny". Tematem filmu jest walka Paula Atrydy z zakonem Bene Gesserit, który nie potrafi kontrolować Muad'Diba, a także wydarzenia, które miały miejsce po odejściu Paula na pustynię, kiedy rozpoczęła się Ekologiczna Transformacja Diuny, a na Arrakis pojawił się tajemniczy starzec zwany Kaznodzieją.