太空科学家韦赫在妻子不幸离世后，独自带着十一岁的儿子比利投身于研究所的新一轮科研工作。对于正值青春期的比利而言，父亲的形象显得过于老套且沉闷，他内心渴望的是丰富多彩且充满刺激的人生体验。父子俩虽然朝夕相处，却在生活方式与价值观上存在着难以忽视的隔阂，这让原本就因丧妻而压抑的家庭氛围更显凝重。
转机出现在多尼博士向比利发出邀请之时，他有机会协助太空总署进行一项历史性的任务——训练黑猩猩首次进入太空。比利全情投入其中，特别是与一只名叫麦克的黑猩猩建立了深厚的默契，在他的悉心调教下，麦克成为了执行此次升空计划的主角。随着训练按计划稳步推进，成功的曙光似乎近在咫尺，比利也在这个过程中找到了前所未有的成就感与人生方向。
然而就在发射前夕，平静的表象被彻底打破，比利意外撞破了一伙坏人企图破坏升空任务的阴谋。面对迫在眉睫的危机，年幼的比利没有选择退缩或单纯依赖成人，而是决定与他最信任的伙伴麦克联手出击。这对特殊的搭档将在夜色掩护下展开一场惊心动魄的行动，誓要守护他们共同努力换来的太空梦想不被邪恶势力摧毁。
