Cinq lycéens aux personnalités totalement opposées se retrouvent en colle un samedi. Le professeur qui les surveille leur demande à chacun de faire une dissertation de 1 000 mots avec pour sujet : « Qui pensez‐vous être ? ». Au fur et à mesure que la journée passe, ils discutent, se déchirent et finissent par se trouver plus de points communs qu’ils ne pensaient.
En cette fin d’année 1899, à Londres, le savant George Wells (Rod Taylor) a réuni ses amis scientifiques pour leur faire part de sa nouvelle invention : une machine à voyager dans le temps. Quelque peu incrédules, ses amis se montrent également sceptiques quant au bien fondé de l’utilisation d’un tel engin. Faisant fi de leurs conseils, George n’a qu’une hâte : explorer le futur…
À New York, en 1899, Alexander Hartdegen, un brillant physicien de l'Université de Columbia, fait la connaissance d'Emma, une charmante demoiselle dont il tombe follement amoureux. Un soir, dans Central Park, il trouve le courage de lui déclarer sa flamme et de lui offrir une bague de fiançailles. Un voleur tente alors de dérober le fameux bijou, mais Emma ne se laisse pas faire. Un coup de feu retentit, la malheureuse s'effondre et meurt dans les bras d'Alexander. Refusant cette triste fatalité, celui-ci consacre tout son savoir et toute son énergie à construire une machine à explorer le temps afin d'altérer le cours des événements et ainsi sauver la vie de sa bien-aimée. Alexander embarque à l'insu de tous pour ce voyage de la dernière chance et se voit bientôt propulsé dans le XXIe siècle.
Lorsque Noah et sa petite soeur Emma ouvrent l'étrange boîte qu'ils ont trouvée sur la plage, ils y découvrent quelques bizarreries et un lapin en peluche, que la petite fille baptise Mimzy. D'où viennent ces mystérieux objets, et à quoi peuvent-ils servir ? Peu après, les enfants commencent à développer d'extraordinaires capacités. Emma possède désormais d'inexplicables pouvoirs psychiques et Noah, qui n'a jamais été très fort à l'école, devient un génie scientifique. Il est même capable de déplacer des objets par sa seule volonté. Larry, le professeur de Noah, comprend que les enfants sont en train d'être transformés dans le but d'accomplir quelque chose qui les dépasse...Face aux adultes, face au FBI et aux scientifiques qui s'intéressent à eux et à leurs mystérieux jouets, Emma et Noah vont devoir s'en sortir seuls et protéger leur trésor...
En 2058, l'Humanité est proche de sa fin, par manque de ressources. La famille Robinson est donc envoyée dans l'espace, dans le vaisseau Jupiter 2, pour procéder à la construction d'un anneau orbital à proximité de la planète Alpha Prime afin de lancer la colonisation de celle-ci.
