故事发生在英国维多利亚女王（杰西·巴克利 Jessie Buckley 饰）统治时期，多力特（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）拥有着能够和动物交谈的特殊能力，和妻子一起在老家经营着一家动物医院。
一场意外夺走了多力特妻子的生命，这巨大的打击让多力特封闭起了心门，拒绝和任何人类接触。一天，一个名叫汤姆（哈里·科莱特 Harry Collett 饰）的男孩闯入了多力特的家，带来了一只受伤的松鼠，希望多力特能够救它。与此同时，维多利亚女王患上了一种怪病，于是派出了侍女萝丝（卡梅尔·拉尼亚多 Carmel Laniado 饰）去拜访多力特，请他出山。多力特所拥有的动物庄园归属于女王的名下，如果女王去世了，那么多力特将失去他和动物们这唯一的乐园。
近未来的地球黄沙遍野，小麦、秋葵等基础农作物相继因枯萎病灭绝，人类不再像从前那样仰望星空，放纵想象力和灵感的迸发，而是每日在沙尘暴的肆虐下倒数着所剩不多的光景。在家务农的前NASA宇航员库珀（马修·麦康纳 Matthew McConaughey 饰）接连在女儿墨菲（麦肯吉·弗依 Mackenzie Foy 饰）的书房发现奇怪的重力场现象，随即得知在某个未知区域内前NASA成员仍秘密进行一个拯救人类的计划。多年以前土星附近出现神秘虫洞，NASA借机将数名宇航员派遣到遥远的星系寻找适合居住的星球。在布兰德教授（迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰）的劝说下，库珀忍痛告别了女儿，和其他三名专家教授女儿艾米莉亚·布兰德（安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 饰）、罗米利（大卫·吉雅西 David Gyasi 饰）、多伊尔（韦斯·本特利 Wes B...
