Un soir, Ellen Fields, une institutrice, et John Putnam, un savant, suivent une étrange lueur dans le ciel d'Arizona. Ce qu'ils prennent d'abord pour une météorite est en réalité un astronef venu d'une autre galaxie. À la suite d'un ennui technique, l'engin se pose en catastrophe et s'ensevelit dans un cratère de sable. Un glissement de terrain achève de cacher le vaisseau, rendant vaines les recherches d'Ellen et John.
Quand le shérif Matt Warren et les habitants de la petite ville voisine arrivent, tous refusent de croire à l'incroyable histoire. Mais bientôt des bruits inhumains se font entendre dans le désert. Deux poseurs de câbles disparaissent puis réapparaissent avec une démarche très mécanique et un regard très magnétique. John Putnam et les habitants du lieu commencent à s'inquiéter. Le savant découvre que les visiteurs de l'espace sont sortis de leur astronef, prennent l'apparence de n'importe quel être vivant, peuvent s'évaporer instantanément et se déplacent sur les fils électriques. Le shérif accepte la théorie de Putnam et décide de passer à l'action.
Ellen et d'autres humains sont les otages des extra-terrestres. Pourtant les "Xénomorphes" n'ont que des intentions pacifiques : aussitôt leur engin réparé, ils quitteront la Terre et libéreront leurs prisonniers. Ils n'ont pris l'apparence des Terriens que pour ne pas être remarqués et ne pas imposer aux Terriens leur forme trop horrible. Putnam, malgré l'hostilité grandissante de la population, parvient à dynamiter le cratère et le vaisseau spatial regagne son orbite. Les prisonniers ont été laissés sur Terre et ont retrouvé leur personnalité.
En 1952 sort Bwana le diable de Arch Oboler qui marque le début du premier âge d'or du cinéma en relief. En avril 1953, Jai vécu deux fois (Lew Landers, Columbia) et, juste après, Lhomme au masque de cire (André de Toth, Warner) sont des succès. Universal arrive sur le marché le mois suivant avec ce Météore de la nuit qu'elle a confié à Jack Arnold.
Tiré d'une nouvelle de Ray Bradbury, ce film raconte une invasion d'extraterrestres... qui ne manque pas de scènes inquiétantes !