La cinta gira en torno a una grupo de niños que se ganan una plaza en un campo de entrenamiento de la NASA para futuros astronautas... cuando algo sale mal en la estación espacial, y son ellos los que tienen que ir al espacio a solventar el problema

Oskar Schell, un niño precoz de once años, es inventor, diseñador de joyas, astrofísico y pacifista. Tras la muerte de su padre en los atentados del 11 de septiembre de 2001, Oskar encuentra un misterioso sobre con una llave y se lanza a la búsqueda de la cerradura que esa llave puede abrir.