韋赫是太空科學家，妻子剛去世后帶著11歲的兒子比利前往研究所開展新的科研項目。對渴望多彩刺激生活的比利而言，嚴肅的父親顯得古板而無趣。某日多尼博士向他發出邀請，協助太空總署完成黑猩猩首次進入太空的訓練任務。比利與編號為麥克的聰慧黑猩猩結成搭檔，經過系統培訓使其成為首只被選中升空的試驗對象。當各項準備按部就班推進時，比利意外發現有人正策劃破壞即將實施的發射計劃。為保護麥克和科研成果，比利與父親產生激烈爭執，在研究所技術人員協助下，最終聯合揭穿陰謀并阻止了蓄意破壞行為。麥克的太空艙成功發射后，比利與父親在共同經歷中消弭隔閡，重新建立起理解與信任。