世界著名物理學家杰克·默里博士和他的實驗室伙伴漢克正在進行第五維度時間旅行的實驗，他們突然消失得無影無蹤。在這起神秘事件發(fā)生幾個月后，默里博士的孩子們——可愛但年輕笨拙的梅格和天才、古怪的查爾斯·華萊士——仍然沒有他們父親的消息。然后，突然之間，他們和他們的鄰居卡爾文·奧基夫被奇怪的神秘力量召喚，去尋找失蹤的物理學家。于是，三人踏上了危險的旅程，前往其他世界尋找漢克和默里博士。在三位天神——Whatsit夫人、Who夫人和Which夫人的指引下，旅行者必須在無數(shù)危險中幸存下來，孩子們才能與家人團聚。部分是幻想，部分是成長。