3028年的地球，人类的航天技术突飞猛进，已与宇宙间的各种智慧生物建立往来，却遭到一种纯能量体生物“锥尔”的攻击山姆·塔克博士（朗·普尔曼 Ron Perlman 配音）在地球毁灭之际，为了保住“泰坦计划”，不得已将儿子凯尔（阿历克斯·迪·林兹 Alex D. Linz 配音）托付给外星朋友泰克（同恩·洛克 Tone Loc 饰）。15年后的凯尔随泰克在小行星带的垃圾站长大，直到父亲当年的同事约瑟夫·科尔索船长（比尔·普尔曼 Bill Pullman 配音）说服他以人类兴亡为己任，用父亲留下的戒指帮助寻找泰坦飞船的位置。与此同时，凯尔对副船长阿吉玛（德鲁·巴里摩尔Drew Barrymore 配音）一见钟情。众人经历千辛万苦后终于找到泰坦飞船，但他们能否共同抵抗锥尔人的攻击，为人类开辟新世界呢？