在距离地球15光年的外太空，科技昌明的Baab星上生活着一群爱好和平的蓝色小人。其中斯科奇（布兰登·费舍 Brendan Fraser 配音）是该星球一个勇猛果敢、正义感十足的超级英雄，他经常驾驶超新星-9号飞船穿梭宇宙，在BASA总部他的兄弟盖里（罗伯·考德瑞 Rob Corddry 配音）的指挥下，一次次圆满完成营救受困外星人的任务。这一日，刚回家不久的斯科奇被BASA负责人莉娜（杰西卡·阿尔芭 Jessica Alba 配音）命令即刻前往黑暗星球——地球执行救援任务。担心兄弟的安危，盖里与执意前行的斯科奇发生争吵。在全Baab星人民的注视下，斯科奇成功抵达著名的51区，结果却被夏克尔将军（威廉·夏特纳 William Shatner 配音）为首的军方抓获。 为了救回最亲密的兄弟，一向谨小慎微的盖里不得不踏上凶险的征途，而这一切背后的阴谋也悄悄浮出水面……
在巴布星球上，鲁莽的宇航员、荣耀狂人焦奇超新星 (Scorch Supernova) 与他的书呆子哥哥加里 (Gary) 在 BASA 组织工作，加里在 BASA 总部协助他执行任务。有一天，加里收到了 BASA 首领莉娜发来的消息，称由于一通求救电话，焦奇将被送往“黑暗星球”（巴比安人对地球的称呼）。加里反对这个想法，但斯科奇未经他的同意就接受了，导致他们之间发生争执，导致加里因沮丧而辞职。加里回到妻子基拉和渴望冒险的儿子基普身边，却发现斯科奇已经通过电视直播去了黑暗星球。
斯科奇抵达地球并找到一家7-11便利店，在那里他遭到威廉·T·尚克将军率领的美国陆军伏击，并被带到51 区。看到这一幕，基普想要去营救斯科奇，但加里阻止了他，这让基普很不高兴。当晚，加里去基普的房间道歉，却发现基普已经逃跑了。他和基拉一起赶到巴萨并及时赶到，在最后一秒取消了发射顺序并救了基普。加里改变了主意，重新启动了序列，这样他自己就可以营救斯科奇。随后，Gary 到达了 Scorch 之前到达的同一家 7-11 便利店，并很快被 Shanker 的手下抓获，并把他带到了 51 区。
加里被带到尚克的办公室，在接到莉娜的来电后，他很快就被带走了，莉娜是尚克的女朋友，因为她通过斯科奇的能量给他发送了银河系中最强大的能源，被称为“铍”。机器人套装，不知道香克只是利用她来获取来源。加里被关在牢房里，在那里他遇到了其他被俘虏的外星人：一个像老鼠的外星人，名叫多克，一个像独眼巨人的外星人，名叫艾奥，还有一只鼻涕虫- 就像名叫瑟曼的外星人一样，他告诉加里，他们发明了各种人类技术，供尚克窃取和出售，以换取他们从 51 区的未确定释放。加里与斯科奇重聚，但再次被他的傲慢所激怒。与此同时，莉娜抓住了留在巴萨并试图联系加里执行救援任务的基拉，同时透露了她计划为尚克提供终生供应的铸。
在自助餐厅，加里和斯科奇争吵并引发了一场食物大战，最终被到达的香克打破。外星人被引导至基地的“和平盾牌”，尚克展示了铷，而加里则无意中激怒了斯科奇，让他偷走了并破坏了它。尚克将斯科奇放入冷冻室，并命令加里修复铍以释放他的兄弟，并透露他计划摧毁所有有生命的外星行星，这源于三名灰色外星人的宇宙飞船（意外地）杀死了他的事件父亲回到1947年。加里在新朋友的帮助下修复了射线，但尚克反悔并把他也冻结了。当尚克试图用激光摧毁巴布时，其他外星人发现了他的真实意图，但事实表明，加里操纵了机器，导致机器故障，自我毁灭，并导致加里、斯科奇和其他被囚禁的外星人从冰冷的监狱中释放出来。 。在霍克和哈默（加里在 7-11 中认识的两个人）的帮助下，兄弟俩和他们的新朋友逃离了 51 区，前往巴布。
与此同时，回到巴布，基普释放了基拉，基拉在莉娜带着一批铒铷起飞后制服了莉娜。美国空军喷气式飞机追击焦奇号的船，但基普引导他通过并设法躲避并摧毁了喷气式飞机。然而，身穿斯科奇机器人套装的尚克使用牵引光束将飞船停在半空中。加里（Gary）和斯科奇（Scorch）跟着跳了出来，并设法从尚克（Shanker）身上脱下套装，导致他们全部坠落。在自由落体过程中，加里和斯科奇在他们和尚克被灰色外星人救出之前和解了，灰色外星人之前因为导致尚克父亲死亡的内疚而帮助了尚克，但现在在发现他的真实议程后转而反对他。加里击倒尚克后，灰色外星人把他带走了。兄弟俩返回巴布并与加里的家人团聚。斯科奇被视为英雄，但将功劳归功于加里。为了庆祝他的回归，斯科奇与他的女主播女友结婚加比·巴布尔布鲁克 (Gabby Babblebrook)，加里 (Gary) 担任伴郎。