汉姆三世是美国太空探索先锋汉姆的孙子。1961年1月31日，年轻帅气的汉姆响应美国太空总署征召，乘坐航天飞船“水星”二号进入太空，在距地球150英里的高空漫游了18分钟后，安全而健康地返回地面，成为了美国探索外星史上的大英雄，从此光宗耀祖、名垂青史。但是身为航天英雄后代，汉姆三世却从小就立定志向：打死也不和美国太空总署来往，他就喜欢在马戏团里耍杂耍。表演空中翻滚时还经常脑袋朝下掉下来，逗得观众紧张得不得了。 这种快乐而平静的日子有一天突然被打破了：美国太空总署一架价值56亿美元的航天探测器意外消失在了星际虫洞中。太空总署的那些专家们想找出一批优秀的猩猩去那里侦察侦察。考虑到汉姆三世是英雄汉姆的后代，肯定遗传了爷爷英勇机智的特质，专家们便主动上门邀请。但是汉姆三世根本就不领情，在他的印象中，太空总署从来都没有把他们这些猩猩放在眼里，当年爷爷做了“太空第一猩”也没捞到什么好处，出色地完成了任务后人类就给他发了一只苹果作为奖品，小气得不得了。 不过，汉姆三世有一百个一千个不情愿也没有办法，总署的专家们动用政府文件把他软禁了起来，还拿出了好多零食来诱惑他！他只好点头答应了。 在飞行训练中心，汉姆三世遇到了正直美丽的露娜和身材高大的指挥官泰坦，三个人经过辛苦严格的各项培训，组成了宇宙无敌的超强探险组，预备向太空发起进攻。 本该顺畅的探险之旅，却在来到星际虫洞的时候失去了控制，不仅飞船与地面失去了联系，露娜和泰坦也昏睡了过去。慌乱之中，汉姆三世只好自己想办法操纵飞船，按了很多按钮之后，飞船着陆到了一个人类从来没有研究过的奇怪星球上。 刚走出舱门，就遇到了飞行兽前来抓飞船，指挥官泰坦还没来得及走出舱门，就被抓送到了这个星球上的统治者面前。原来那个失踪的航天探测器就落到了这个统治者手里，他利用航天探测器命令这个星球上所有的生物都得听自己的话，一不高兴就把别人扔进专做雕像的溶液里变成雕塑。小动物们都很害怕，小心翼翼的，但还经常有人受到惩罚。因此这里的统治者是个又邪恶又专制的家伙，泰坦用各种办法应付着他，等待伙伴的救援。 另外一边，汉姆三世和露娜虽然都走出了舱门，但也没有能摆脱危险，奇怪的星球上到处开出了食人花要吃掉他们，幸亏汉姆三世机智，把露娜从地球上带过来的书及时扔出，食人花吃到了书页便闭上了嘴，他们这才能够逃跑。逃跑的时候，成群的大怪兽在后面不停地追，密密麻麻的飞行兽在空中不停地放箭，汉姆三世和露娜危机重重，掉进了悬崖。 还好两人都抓住了悬崖中的藤条没有一直掉下去，但是因为逃跑了很长时间，露娜已经没有力气了。勇敢的汉姆三世一直保持乐观的态度，鼓励露娜坚持下去并不断地帮助她直到安全着地。一心想做宇航员的露娜，一开始很讨厌汉姆三世经常做出愚蠢的行为，渐渐地，却发现自己喜欢上了汉姆的幽默感和冒险精神。 正在两人友好互助地接着寻找泰坦的过程中，汉姆三世和露娜碰上了头部发着青光，说话又高又细的外星人凯拉。凯拉因为家庭破碎，在这个星球上只有她一个人，十分孤单。汉姆三世便与凯拉作伴，和她说话，教她跳舞，凯拉重新获得了快乐。但是一只大怪兽堵住了他们的出路，凯拉为了让汉姆三世和露娜早点完成任务，一个人冲上去拦住怪兽，被怪兽吞进了肚子里。汉姆三世和露娜看着这一切，知道这是凯拉对他们的希望，于是怀着悲痛的心情继续前进。 走出洞口的汉姆三世和露娜正好看见泰坦被星球的统治者控制在手里，不知道泰坦哪里惹这个统治者不高兴了，他正要把泰坦扔进制作雕像的溶液里，汉姆三世和露娜赶紧冲了上去。三个人运用地球上的智慧齐心协力地把统治者反扔进了溶液，变成了不能动弹的雕塑。奇怪星球上得以解放的生物们高兴得手舞足蹈。 成功地打败了邪恶的统治者之后，由于宇宙飞船有时间限定，探险组的三人必须马上返回地球，但是刚找到的航天探测器还无法带回。为了光荣地完成任务，汉姆三世、露娜和泰坦决定留下来重新改造航天探测器，让宇宙飞船自己回到了地球。可爱又善良的小精灵凯拉也从大怪兽的肚子里逃了出来，联合奇怪星球上的所有生物一起帮汉姆三世他们改装航天探测器。最后，在凯拉依依不舍的眼神中，三个优秀的大猩猩乘坐航天探测器顺利回到地球，不仅收到了人类隆重的表彰，汉姆三世、露娜与泰坦也收获了世间最珍贵的情感，那就是合作与友谊。
