天才少年理查德（迈尔斯·特勒 Miles Teller 饰）凭借物体传送装置的发明得到正研究量子门的富兰克林•斯通的赏识，他将理查德招至麾下，通过和维克多（托比·凯贝尔 Toby Kebbell 饰）、约翰尼（迈克尔·B·乔丹 Michael B. Jordan 饰）、苏珊（凯特·玛拉 Kate Mara 饰）等才华横溢的青年们的通力合作，量子门的研究终于取得突破性进展。不久之后，不甘成果被政府攫取的年轻人们叫上理查德的朋友本（杰米·贝尔 Jamie Bell 饰），偷偷潜入那个未知的世界探险，谁知却被神秘的能量所感染。在此之后，他们拥有了身体伸缩、控制火焰、岩石化以及隐形等能力。为了能过回复从前的样子，年轻人们再次走向量子门，而对面的世界还有一个当初被丢下的同伴等待着他们……
一名叫达尔的走失男孩被小镇人们发现，由于没人认领，他被带到福利院。经过检查，医生发现他身体各项机能正常，而且智商很高，只是失去了一部分的记忆。 达尔被安排暂时居住在安迪家。安迪和妻子乔依斯一直希望能够领养一个孩子，达尔的到来令他们异常兴奋。在相处的过程中，达尔和邻居家的小男孩特塔成为了非常要好的朋友，他们一起上学、一起玩耍、一起为安迪的棒球队赢得了胜利，大家都觉得达尔是个非常聪明而且惹人喜爱的男孩。 忽然有一天，两个自称是达尔父母的人来接走了达尔，这令安迪全家和特塔非常伤心。达尔也对他们产生了深厚的感情，恋恋不舍地离开了安迪家。 事实上达尔是一个在大脑中被植入芯片的机器人，但他现在具备了一个正常孩子的一切生理机能。来接他的也并非他的父母，而是制造他的博士。博士被达尔和安迪他们的深厚情感所感动，他希望达尔能像正常孩子一样生活，但国家的高级官员却要求摧毁达尔。博士在同事的配合下，将达尔带出试验基地，遭到警察的追击，途中博士为了掩护达尔中弹身亡。 达尔潜入空军基地，开着战斗机向安迪家的方向飞去。空军基地地面遥控飞机在飞行过程中自动摧毁，达尔弹出飞机，降落在安迪家旁边的湖中。达尔终于回到了属于他的“家”中。
该影片讲述了由于人类的过度开采,导致资源枯竭,地球环境恶化，人类移居太空，主角裴鸿萧受命带领队友在净化地球过程中与地球上危险的变异生物斗智斗勇,独自背负重任，突破重重险恶困境,以及秘密执行寻找转化空间站水污染芯片任务的故事。
