宇宙飛行士にあこがれるキャサリン<リー・トンプソン>は、ＮＡＳＡが開催した宇宙飛行士訓練体験プログラム「スペースキャンプ」に参加し、いじめられっ子マックス<ホアキン・フェニックス（当時の名はリーフ・フェニックス）>など様々な目的でキャンプに参加ていた４人の子供達と同じグループになる。キャサリンたち５人は、女性インストラクター・アンディ<ケイト・キャンプショー>と一緒にスペースシャトルに試乗するが、マックスの夢を叶えようとしたロボット"ジンクス"によって彼らの乗ったシャトルは本当に宇宙に向けて発射されてしまう。次から次へと迫る危機を乗り越え、６人は無事地球に帰れるのか？