西暦３０２８年、人類の新発明に恐れをなしたエネルギー生命体のエイリアンは、人類抹殺を図り地球を消滅させる。脱出した人類は銀河系へ散り散りに旅立っていった。それから１５年後、科学者サムの発明した宇宙船タイタン号を探すため、息子のケール（声：マット・デイモン）はワルキューレ号に乗り込み冒険の旅を始める。アニメながら製作費は驚異の１億ドルを費やしたと言われる。