3028年的地球，人類的航天技術突飛猛進，已與宇宙間的各種智慧生物建立往來，卻遭到一種純能量體生物“錐爾”的攻擊。山姆·塔克博士（朗·普爾曼 Ron Perlman 配音）在地球毀滅之際，為了保住“泰坦計劃”，不得已將兒子凱爾（阿歷克斯·迪·林茲 Alex D. Linz 配音）托付給外星朋友泰克（同恩·洛克 Tone Loc 飾）。15年后的凱爾隨泰克在小行星帶的垃圾站長大，直到父親當年的同事約瑟夫·科爾索船長（比爾·普爾曼 Bill Pullman 配音）說服他以人類興亡為己任，用父親留下的戒指幫助尋找泰坦飛船的位置。與此同時，凱爾對副船長阿吉瑪（德魯·巴里摩爾Drew Barrymore 配音）一見鐘情。眾人經歷千辛萬苦后終于找到泰坦飛船，但他們能否共同抵抗錐爾人的攻擊，為人類開辟新世界呢？